Montpellier Supagro Institut National Agronomique de Tunisie Unité Mixte de Recherche. Centre de Biologie pour la Département de Protection des Plantes et Maladies Gestion des Populations. Post-Récolte

THÈSE

Présentée à Montpellier SupAgro pour obtenir le diplôme de Doctorat

Formation doctorale : Évolution, Écologie, Ressources génétiques, Paléontologie École doctorale : Systèmes Intégrés en Biologie, Agronomie, Géosciences, Hydrosciences, Environnement

Influence des pratiques agro-écologiques et de la protection phytosanitaire sur les communautés d’acariens ( : ) dans les vergers agrumicoles tunisiens

Présentée et soutenue publiquement par

SAHRAOUI HAJER Le 11 décembre 2012

JURY

Lebdi-Grissa Kaouthar Professeur Co-directrice de thèse Kreiter Serge Professeur Co-directeur de thèse, représentant de l’ED Chermiti Brahim Professeur Rapporteur Hemptinne Jean-Louis Professeur Rapporteur Ksantini Mohieddine Directeur de Recherche Examinateur, président de jury Tixier Marie-Stéphane Professeur Examinatrice, invitée

RESUMÉ

Les acariens de la famille des Phytoseiidae (Mesostigmata) ont été largement étudiés du fait de la capacité de plusieurs espèces à contrôler biologiquement des acariens phytophages et des petits insectes ravageurs des cultures. La diversité et l'abondance des espèces de cette famille sont déterminées principalement par le climat, la stabilité des habitats, les ressources alimentaires et les pratiques agricoles. Cette étude conduite dans des vergers d'agrumes tunisiens a pour objectifs (i) de caractériser la diversité des Phytoseiidae dans ces agrosystèmes, (ii) d’étudier l'effet de pratiques agricoles sur la diversité et l'abondance de ces espèces et (iii) d’étudier l'effet de stratégies de gestion de l’enherbement sur ces acariens prédateurs. Les résultats obtenus ont permis de répondre à ces objectifs. Tout d’abord, nous possédons désormais davantage de connaissances sur les espèces de Phytoseiidae présentes sur agrumes ainsi que dans la végétation naturelle de ces vergers. Onze nouvelles espèces pour la faune tunisienne ont été rencontrées. stipulatus était l’espèce dominante dans les vergers d'agrumes tunisiens étudiés. La diversité des Phytoseiidae sur les est différente selon l’espèce d'agrumes et leur abondance plus faible dans les vergers où des herbicides étaient utilisés. Dans les plantes adventices associées, la diversité de Phytoseiidae était directement affectée par la diversité des espèces végétales. De plus, leur densité était influencée par les pesticides utilisés et les techniques de gestion de l’enherbement. Il a également été montré l’existence d’une corrélation positive entre les densités des Phytoseiidae dans les adventices et sur les arbres. De plus, l’existence d’une dispersion ambulatoire des Phytoseiidae de l’inter-rang vers les arbres a été observée; les effectifs migrant depuis l’inter- rang vers les arbres étaient plus importants que dans le sens opposé. Cette migration semble être favorisée par certaines pratiques de désherbage, particulièrement le labour. Enfin, la comparaison des parcelles aux stratégies de production différentes a montré une diversité de Phytoseiidae plus importante dans le système conduit en Agriculture Biologique. Les résultats obtenus permettent de mieux comprendre les interactions entre les Phytoseiidae et leurs habitats et ont permis de formuler des propositions pour améliorer les pratiques culturales (élimination du désherbage chimique et promotion du labour ou du fauchage) afin de promouvoir un meilleur contrôle biologique des acariens ravageurs. Néanmoins, d’autres études sont encore nécessaires pour tester davantage de stratégies d’enherbement, en proposer de nouvelles et afin de mieux caractériser les interactions entre les Phytoseiidae et la gestion des agrosystèmes.

Mots clés : Agrumes, Phytoseiidae, diversité, abondance, adventices, dispersion, pesticides

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ABSTRACT

Mites of the family Phytoseiidae (Mesostigmata) have been extensively studied because of the potential of several species as biological control agents of phytophagous and small insect crop pests. Phytoseiidae diversity and abundance are known to be mainly affected by climate, stability of habitats, food resources and agricultural practices. This study conducted in Tunisian citrus orchards aimed to (i) characterize the diversity of Phytoseiidae in these agrosystems, (ii) study the effect of agricultural practices on the diversity and abundance of these species and (ii) study the effect of weed management strategies on these predatory mites. The results obtained allow giving some responses. First, more data are now available on species of Phytoseiidae present on citrus trees and associated weeds. Eleven new species for the Tunisian fauna have been found Species of Phytoseiidae were different according to the species of citrus considered and their abundance seemed to be affected by herbicide sprayings. On weeds, Phytoseiidae diversity was directly affected by weed diversity. Furthermore, their density was influenced by pesticide sprayings and the weed management type. A positive correlation between Phytoseiidae densities on trees and weeds was emphasized. Ambulatory dispersal between weeds and trees was observed and migrations were higher from weeds to trees than in the opposite way. This dispersal seemed to be favored by some weeding practices, especially by ploughing. At last, the comparison of plots conducted with different farming strategies showed that Phytoseiidae diversity was the highest in the organic farming plot. The results presently obtained allow a better understanding of relationships between Phytoseiidae and their habitat. They also allow some proposals to improve agricultural practices and promote a better biological control of pests (eliminate herbicide use, promote ploughing and mowing). However, additional studies are still required in order to test more weeding strategies, propose new ones and to better characterize the interactions between Phytoseiidae and agrosystems management.

Key words: Citrus, Phytoseiidae, diversity, abundance, weeds, dispersal, pesticides

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REMERCIEMENTS

Après trois années, mon travail arrive à son terme par la réalisation de ce mémoire de thèse dans le cadre d’une cotutelle entre l’ INAT (Tunisie) et Montpellier SupAgro , financée par une bourse du programme Averroès . Je commence par un agréable devoir, celui de remercier tous ceux qui m’ont aidée d’une façon ou d’une autre, ou encouragée au cours de cette thèse. Je remercie par la même occasion tous ceux qui ne sont peut-être pas cités mais qui se reconnaîtront, et dont la présence ou intervention à un moment donné de la thèse a été bénéfique. Les premières lignes de mes remerciements se doivent d’être dédiées à mes trois directeurs, Marie-Stéphane TIXIER , Kaouthar GRISSA LEBDI et Serge KREITER que je ne remercierais jamais assez pour m’avoir acceptée en thèse. Outre leurs qualités humaines, je salue la qualité de leur encadrement, leur disponibilité sans pareil, leur vigilance scientifique, ainsi que leur patience dans les corrections de mes écrits. Je leur remercie également pour avoir élargi les champs de mes compétences, et pour m’avoir laissée libre court pour participer aux formations et aux congrès. Je tiens particulièrement à remercier Martial DOUIN et Sabine GUICHOU pour leur gentillesse et leur aide, qui m’ont permis de travailler dans une ambiance chaleureuse et conviviale. Je tiens à remercier également, Philippe AUGER , Alain MIGEON ainsi que tous les personnels, chercheurs et doctorants du CBGP qui m’ont apporté de l’aide ou simplement avec qui j’ai partagé de bons moments. Je remercie vivement la direction de l’ INAT représentée par Mr. Elyes HAMZA , et également toute personne du laboratoire d’Entomologie – Acarologie et particulièrement Nesrine et Sonia , qui m’ont aidé à réaliser ce travail et tous les étudiants que j’ai rencontrés au laboratoire avec lesquels j’ai passé des moments agréables. J’adresse également mes remerciements au directeur général du CTA (Centre technique des agrumes) Mr. Mohamed CHERIF ainsi qu’à tous les ingénieurs et personnels de son équipe qui m’ont apporté leur aide au cours des déplacements, échantillonnages et collectes des données, particulièrement Salma BEN ROMDHANE et Ali AYARI . Je souhaite exprimer ma profonde gratitude envers les membres du jury, Messieurs CHERMITI Ibrahim, HEMPTINNE Jean-Louis, KSANTINI Mohieddine, d’avoir accepté de juger ce travail.

Je dédie ce travail à mes parents, sans qui je n’aurais jamais été là où j’en suis aujourd’hui.

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PUBLICATIONS

1- PUBLICATIONS INCLUSES DANS LA THÈSE

1 – Sahraoui H. , Lebdi Grissa K., Kreiter S., Douin M., Tixier M.-S. (2012) Phytoseiid mites (Acari: Mesostigmata) of Tunisian citrus orchards: Catalogue, biogeography and key for identification, Acarologia 53(4). A paraître en décembre 2012

2 – Sahraoui H. , Tixier M.-S., Lebdi Grissa K., Kreiter S. (2012) Agricultural practices influencing the diversity and abundance of phytoseiid and phytophagous mites (Acari: Mesostigmata) in Tunisian citrus orchards. Experimental Applied Acarology (Soumis).

3 – Sahraoui H. , Tixier M.-S., Lebdi Grissa K., Kreiter S. (2012) Diversity and population dynamics of Phytoseiidae (Acari: Mesostigmata) in three Tunisian citrus orchards, Acarologia (Soumis).

4 – Sahraoui H. , Kreiter S., Lebdi Grissa K., Tixier M.-S. (2012) Abundance and diversity of predatory mites (Acari: Phytoseiidae) in a Tunisian citrus orchard: effect of weed management for three citrus species. Environmental Entomology (Soumis).

5 – Sahraoui H. , Tixier M.-S., Lebdi Grissa K., Tersim N., Kreiter S. (2012) Effect of weed management on the density, diversity and dispersal of predatory mites (Acari: Phytoseiidae) in Tunisian citrus orchards. Experimental Applied Acarology (Accepté).

2- PUBLICATIONS NON INCLUSES DANS LA THÈSE

6 – Grissa Lebdi K., Sahraoui H. (2006) Demographic traits of two phytophagous mites (Tetranychus cinnabarinus and Aculops lycopersici ) and biological control on tomato. Proceedings of the Xth International symposium on the processing tomato in Tunisia. Acta Horticulturae 758: 81-87.

7 – Kreiter S., Tixier M.-S., Sahraoui H. , Lebdi Grissa K., Ben Chabaan S., Chatti A., Chermiti B., Khoualdia O., and Ksantini M. (2010) Phytoseiid mites (Acari: Mesostigmata) from Tunisia: Catalogue, biogeography, and key for identification. Tunisian Journal of Plant Protection 5: 151-178. -IV-

3- COMMUNICATIONS ORALES DANS DES CONGRÈS INTERNATIONAUX

8 – Grissa Lebdi K., Sahraoui H. Demographic traits of two phytophagous mites (Tetranychus cinnabarinus and Aculops lycopersici ) and biological control on tomato. Proceedings of the Xth International symposium on the processing tomato. Tunisie, Juin 2006.

9 – Sahraoui H., Lebdi Grissa K., Kreiter S., Tixier M.-S. 2012. Biodiversité des Phytoseiidae (Acari: Mesostigmata) dans les vergers d'agrumes tunisiens: Effet des pratiques agricoles. Colloque national des Entomophagistes. Montpellier, Mai 2012.

Premier prix du jury récompensant des travaux d’étudiants innovants en lutte biologique.

10 – Sahraoui H., Lebdi Grissa K., Kreiter S., Tixier M.-S. 2012. Diversity of Phytoseiid mites (Acari: Mesostigmata) in Tunisian citrus orchards: influence of agricultural practices. 7th Symposium of the European Association of Acarologists. Vienne, Autriche, Juillet 2012.

4- COMMUNICATIONS AFFICHÈES LORS DE CONGRÈS

11 – Sahraoui H. , Tixier M.-S., Lebdi-Grissa K., Tersim N., Kreiter S. 2012. Influence de la gestion de l’enherbement sur les effectifs d’acariens prédateurs (Acari: Phytoseiidae) dans une parcelle de citrus en Tunisie. 9ème Conférence Internationale sur les ravageurs en Agriculture. Montpellier, Octobre 2011 .

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LISTE DES TABLAUX ET FIGURES

Tableau 1. Position taxonomique de la famille des Phytoseiidae (Lindquist et al. 2009). 10

Figure 1. Modèle combinant la richesse spécifique et le type d’espèces trouvées le long des 1 gradients de facteurs du milieu (Grime 1979).

Figure 2. Principales régions agrumicoles en Tunisie (ONAGRI 2012). 7

Figure 3. Schéma général d’un Phytoseiidae (Schicha 1987). 11

Figure 4. Chaetotaxie du bouclier dorsal des trois sous-familles : a - Amblyseiinae Muma, b - 13 Scheuten, c - Phytoseiinae Berlese (Kreiter 1991).

Figure 5. Détails des caractères morphologiques utilisés pour la description et l'identification des 15 espèces de Phytoseiidae : (A), Face dorsale théorique d’une femelle de Phytoseiidae montrant la chaetotaxie dorsale et les différentes paires de solénostomes (gd) (Schicha 1987, Swirski et al . 1998)

Figure 6. Cycle de développement des phytoséiides (Kreiter 1991). 19

Figure 7. Schéma des pièges utilisés : A - Les deux pièges utilisés, B - détails du piège Velcro® 28 (Koike et al . 2000).

Figure 8 . Photos de la parcelle (1) conduite en agriculture biologique (Takesla, Cap Bon) 86

Figure 9 . Photos de la parcelle (2) conduite avec traitements chimiques limités (Manzel Bouzelfa, 86 Cap Bon)

Figure 10 . Photos de la parcelle (3) conduite avec traitements chimiques intensifs utilisation de 86 l’herbicide, avec des lignes d’haricot plantées en avril (Azib, Bizerte).

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LISTE DES ANNEXES

Annexe 1. Résumé de la communication orale présentée au Colloque National des 183 Entomophagistes, May 2012, Montpellier, France.

Annexe 2. Résumé de la communication orale du : 7th Symposium of the European Association 184 of Acarologists, July 2012, Vienne, Autriche.

Annexe 3. Poster présenté lors de la 9ème Conférence Internationale sur les Ravageurs en 185 Agriculture, octobre 2011, Montpellier, France.

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TABLE DES MATIÈRES

RÉSUMÉ I ABSTRACT II REMERCIEMENTS III PUBLICATIONS IV LISTE DES TABLEAUX ET FIGURES VI LISTE DES ANNEXES VII TABLE DES MATIÈRES VIII

Introduction 1

Objectifs de la thèse 4

Chapitre I. Analyse bibliographique 6

1. LA CULTURE DES AGRUMES EN TUNISIE 6

1.1. Importance économique 6

1.2. Les principaux ravageurs ennemis des agrumes en Tunisie 8

2. PRESENTATION GENERALE DE LA FAMILLE DES PHYTOSEIIDAE 10

2.1. Position systématique 11

2.2. Morphologie générale et taxonomie 11

2.2.1 Morphologie générale des Phytoseiidae 11

2.2.2 Systématique des Phytoseiidae 12

2.2.2.1 La taxonomie morphologique 12

2.2.2.2 La taxonomie moléculaire 17

2.3. Cycle de développement et reproduction 18

2.4. Le régime alimentaire des Phytoseiidae 19

2.5. Relation entre les Phytoseiidae et leur plante support 21

2.6. La dispersion des Phytoseiidae 22

2.7. Utilisation en lutte biologique 23

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2.7.1 Lutte biologique par lâchers 23

2.7.1.1 Lutte par acclimatation 23

2.7.1.2 Lutte par augmentation 23

2.7.2 Lutte biologique par la gestion et la conservation des habitats non cultivés au sein des 25 agrosystèmes

Chapitre II. Matériel et méthodes 27

1. MONTAGE ET IDENTIFICATION DES ACARIENS COLLECTES 27

2. DISPOSITIFS DE PIEGEAGE 27

3. ANALYSE DES DONNEES ET INDICES DE BIODIVERSITE EMPLOYES 29

Chapitre III. Diversité des Phytoseiidae dans les systèmes agrumicoles 31

Tunisiens

1. INTRODUCTION 31

2. DIVERSITE DES PHYTOSEIIDAE DANS LES VERGERS AGRUMICOLES 32 TUNISIENS

3. ARTICLE 1: Phytoseiid mites (Acari: Mesostigmata) of Tunisian citrus orchards: 33 catalogue, biogeography and key for identification ( Acarologia ).

4. CONCLUSION 67

Chapitre IV. Etude de l’effet des pratiques agricoles sur les Phytoseiidae 68 dans les vergers agrumicoles Tunisiens

1. LES COMMUNAUTES D’ACARIENS ET LES PRATIQUES CULTURALES DANS 68 41 VERGERS D’AGRUMES TUNISIENS

1.1. Introduction 68

1.2. Article 2: Agricultural practices influencing the diversity and abundance of phytoseiid and 69 phytophagous mites (Acari: Mesostigmata) in Tunisian citrus orchards (Submitted in Experimental and Applied Acarology )

1.3. Conclusion 85

2. LES COMMUNAUTES DE PHYTOSEIIDAE ET LES MODES DE GESTION 85 BIOLOGIQUE, RAISONNEE ET CONVENTIONNELLE DES PARCELLES DE CITRUS

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2.1. Introduction 85

2.2. Article 3: Diversity and population dynamics of Phytoseiidae (Acari: Mesostigmata) in three 86 Tunisian citrus orchards. (Submitted in Acarologia ).

2.3. Conclusion 108

Chapitre V. Etude de l’effet du mode de gestion de l’enherbement sur 109 l’abondance et la diversité des Phytoseiidae

1. ETUDE DE L’EFFET DU LA GESTION DE L’ENHERBEMENT SUR LA 109 DIVERSITE ET L’ABONDANCE DES PHYTOSEIIDAE DANS TROIS VARIETES DE CITRUS

1.1. Introduction 109

1.2. Article 4: Abundance and diversity of predatory mites (Acari: Phytoseiidae) in a Tunisian citrus 110 orchard: effect of weed management on three citrus species (Submitted in Environmental Entomology ).

1.3. Conclusion 134

2. ETUDE DE L’EFFET DE QUATRE MODES DE GESTION DE L’ENHERBEMENT 135 SUR LA DIVERSITE ET L’ABONDANCE DES PHYTOSEIIDAE

2.1. Introduction 135

2.2. Article 5: Effect of weed management on the density, diversity and dispersal of 136 predatory mites (Acari: Phytoseiidae) in Tunisian citrus orchards (accepted in Experimental and Applied Acarology).

2.3. Conclusion 160

Discussion générale, conclusions et perspectives 161

REFERENCES 169

ANNEXES 183

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INTRODUCTION

INTRODUCTION

Les pratiques culturales mises en œuvre au sein d’une parcelle (labour, fertilisation, désherbage, intrants phytosanitaires…) affectent les organismes vivants dans les agrosystèmes (Weiher et Keddy 1999). Ces facteurs sont considérés comme des filtres qui déterminent la composition des communautés locales à partir du pool d’espèces disponibles à un niveau régional (Woodward et Diament 1991, Keddy 1992).

La diversité des arthropodes est généralement corrélée négativement aux pratiques agricoles qui perturbent les systèmes naturels; chaque espèce présente cependant des capacités propres de tolérance à ces perturbations. Plusieurs travaux ont été conduits afin de modéliser les variations de la richesse spécifique en réponse aux variables de productivité et du régime de perturbation (Fig. 1) (Grime 1979).

Figure 1. Modèle combinant la richesse spécifique et le type d’espèces trouvées le long des gradients de facteurs du milieu (Grime 1979). En blanc: espèces à fort potentiel compétiteur; en noir: espèces tolérantes au stress ou à la perturbation; en hachuré, espèces qui ne présentent aucune des caractéristiques précédentes.

Les facteurs qui ont suscité le plus de recherches sur les effets des pratiques agricoles sur la biodiversité sont: (i) l’usage des pesticides, qui est bien documenté depuis les années 1960, et (ii) certaines pratiques agricoles comme le travail du sol et la fertilisation. D’autres facteurs comme la diversification des cultures au sein d’une même parcelle sont étudiés de façon plus restreinte et leur étude ciblée sur un ou plusieurs groupes taxonomiques.

-1-

INTRODUCTION

Ainsi, Croft et al. (1990) ont conduit pour la famille des Phytoseiidae (acarien prédateur, modèle d’étude de cette thèse) l’analyse de neuf facteurs susceptibles d'influencer l'abondance de deux espèces Galendromus (Galendromus ) occidentalis (Nesbitt) et Typhlodromus (Typhlodromus ) pyri Scheuten dans des vergers de pommiers de l'Oregon en USA. Ils ont constaté que la végétation entourant les vergers et l'utilisation de pesticides étaient les facteurs les plus importants.

En règle générale, les produits phytosanitaires ont un impact négatif sur les arthropodes dont les auxiliaires (Zoebelein 1988). De nombreux travaux montrent les effets non intentionnels des insecticides plus ou moins marqués sur l'arthropodofaune auxiliaire (coccinelles, chrysopes, syrphes, acariens phytoséiides…) selon les molécules, mais aussi selon les phases du cycle biologique des organismes. Ces effets non intentionnels peuvent être à l'origine de pullulations de ravageurs jusqu'alors peu problématiques (Conway and Pretty 1991). A l'instar des insecticides, les acaricides peuvent eux aussi provoquer des pullulations d'acariens phytophages Tetranychidae, suite à l'élimination du cortège des auxiliaires prédateurs, essentiellement de la famille des Phytoseiidae (Kreiter et Brian 1987).

L’impact des herbicides sur les réseaux trophiques du sol peut être indirect (réduction du nombre d’espèces de plantes et de la matière organique) (Marshall 2001) ou direct (toxicité sur les auxiliaires présents dans les plantes adventices) (Kreiter et al. 2003a).

Il a été montré dans de nombreuses études que la végétation dans les agrosystèmes (adventices, cultures intercalaires, haies, …) avait un effet considérable sur la diversité des arthropodes et pouvait affecter le contrôle biologique de plusieurs ravageurs. En effet, cette végétation peut être une source de nourriture importante pour les ennemis naturels, prédateurs et parasitoïdes (Johnson et Croft 1981). Une étude réalisée dans le Massachusetts a par exemple décelé que 20 espèces de la famille des Ichneumonidae (Hymenoptera) se nourrissant du nectar des fleurs de Vicia faba L. étaient capables de parasiter des espèces de Lepidoptères s’attaquant aux forêts et aux cultures, suggérant ainsi que la gestion de l’enherbement incluant cette plante pourrait être utile dans le contrôle de ces ravageurs (Bugg et Ellis 1989, 1990). Parallèlement, Flaherty (1969) a constaté que les effectifs d‘ Eotetranychus willamettei (McGregor) ont été limité par le prédateur G. (G. ) occidentalis qui se maintenait en absence de la proie grâce à d’autres ressources alimentaires dans les adventices. Les plantes adventices influencent également les populations de parasitoïdes et prédateurs en leur fournissant des sites de refuge et/ou d’hivernation (Altieri et al. 1979).

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INTRODUCTION

Ainsi, Muma (1961) a observé un nombre plus important de Phytoseiidae sur des agrumes lorsque les inter-rangs étaient enherbés que lorsque le sol était nu. De plus, les densités de Tetranychus pacificus (McGregor) ont été réduites quand les adventices étaient maintenues dans des vignobles aux Etats-Unis (Flaherty et al. 1972).

L’augmentation de la diversité végétale au sein d’une parcelle, en plus de l’augmentation et la diversification des ressources alimentaires et de refuge vis-à-vis des arthropodes qu’elle engendre, peut aussi réduire l’invasion des espèces phytophages. En effet, la juxtaposition de plantes aux diverses caractéristiques peut freiner les déplacements des ravageurs et entraîner une moindre colonisation des parcelles (Risch et al. 1983).

La connaissance des interactions entre les ravageurs, leurs ennemis naturels et le milieu (sous- entendu les pratiques culturales qui affectent ce milieu de vie) peut permettre de développer à terme des stratégies innovantes de gestion des agrosystèmes et faciliter le contrôle biologique. Dans ce contexte, l'évaluation des échanges entre les plantes de la couverture et les arbres semble nécessaire. Le système étudié dans cette thèse est l’agrosystème agrumicole dans lequel nous avons analysé comment différentes pratiques culturales, en particulier la gestion des adventices, pouvaient affecter la diversité et la densité des Phytoseiidae. Cette famille comprend des prédateurs utiles en protection des plantes pour lutter contre plusieurs espèces d’acariens et de petits insectes phytophages, ravageurs importants de plusieurs cultures dans le monde.

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OBJECTIFS DE LA THESE

OBJECTIFS DE LA THESE

Ce travail de thèse s’intéresse à la famille de prédateurs Phytoseiidae. Cette famille appartient à la sous-classe des Acari et à l’ordre des Mesostigmata. Elle est représentée par environ 2300 espèces réparties dans le monde entier (Moraes et al. 2004, Chant et McMurtry 2007, Tixier et al. 2012). De nombreuses études ont montré le rôle de plusieurs espèces comme agents de lutte biologique. Plus d’une cinquantaine d’espèces sont actuellement largement utilisées dans la lutte contre des espèces d’acariens phytophages ainsi que plusieurs insectes phytophages, tous ravageurs de différentes plantes cultivées dans le monde (McMurtry et Croft 1997).

Cependant, la présence et la pérennité de ces prédateurs dans les agrosystèmes peuvent varier en fonction de différents facteurs, dont quelques pratiques culturales. L’objectif de ce travail de thèse est donc de déterminer l’impact de ces pratiques culturales et plus particulièrement l’effet de la gestion de l’enherbement dans les vergers d’agrumes tunisiens.

Ce document s’articulera en six chapitres. Le premier chapitre présente une synthèse bibliographique générale sur la culture des agrumes en Tunisie et sur le modèle de l’ennemi naturel étudié ici, la famille des Phytoseiidae. Le deuxième chapitre présente les méthodologies générales utilisées dans l’ensemble des études conduites. Les trois autres chapitres exposent les travaux ayant fait l’objet d’articles publiés ou soumis dans des journaux scientifiques. Enfin, dans le dernier chapitre, une discussion générale incluant des conclusions et perspectives sera proposée. Les travaux effectués durant cette thèse peuvent être divisés en trois parties (trois chapitres de résultats) selon les objectifs visés :

- Dans le chapitre 3, tout d’abord les résultats des échantillonnages (sur les citrus, dans les haies brise-vents et dans les inter-rangs des vergers) réalisés dans quarante-six vergers d’agrumes dans les plus grandes régions productrices tunisiennes seront présentés. L’objectif de ce travail était de déterminer les espèces de Phytoseiidae associés aux vergers agrumicoles tunisiens. Ce travail fait l’objet de l’article 1 .

- Dans le chapitre 4, les analyses des données relatives aux pratiques culturales appliquées dans 41 vergers seront présentées. L’objectif était de déterminer l’effet des pratiques culturales sur la densité des Phytoseiidae et Tetranychidae, ainsi que la diversité des Phytoseiidae sur les arbres et les plantes présentes dans les inter-rangs. Ce travail a fait l’objet de l’article 2.

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OBJECTIFS DE LA THESE

Une autre étude présentée dans ce même chapitre a consisté à réaliser un suivi dans le temps des densités et de la diversité des Phytoseiidae dans trois vergers agrumicoles aux pratiques culturales différentes : 1) un verger conduit en agriculture biologique, 2) un verger conduit en agriculture raisonnée, avec peu d’interventions à l’aide de pesticides et 3) un verger conventionnel, avec un nombre important de traitements phytopharmaceutiques. Ce travail avait pour objectif de déterminer comment les densités et la diversité des Phytoseiidae évoluent dans le temps, ceci en relation avec les stratégies de gestion de ces trois parcelles. Ce travail a fait l’objet de l’article 3.

- A partir des résultats des études précédentes, il est apparu que la gestion de l’enherbement était un facteur essentiel affectant la densité et la diversité des Phytoseiidae. Ainsi, l'objectif global des expérimentations rapportées dans le chapitre 5 était d’étudier l’effet du mode d’enherbement des parcelles de citrus sur les communautés de Phytoseiidae, afin de répondre aux questions suivantes :

• Existe-t-il un échange de Phytoseiidae entre les citrus et la couverture du sol ? S’il existe, quel est son ampleur et est-il influencé par les pratiques de gestion de l’enherbement?

• Le mode de gestion du couvert végétal affecte-t-il la diversité et la densité des phytoséiides sur les arbres et dans l’inter-rang? Cette partie est constituée de deux essais expérimentaux réalisés dans deux parcelles différentes d’agrumes. Le premier essai avait pour objectif d’étudier l’effet du travail du sol sur la diversité et l’abondance des Phytoseiidae dans des vergers plantés avec des espèces différentes d’agrumes ( article 4). Le deuxième essai avait pour objectif d’évaluer l’impact de quatre techniques de gestion de l’enherbement (reportées comme les plus utilisées après l’enquête présentée dans le chapitre 4) sur la diversité et la densité des Phytoseiidae ( article 5).

Un des objectifs finalisés de ce travail de thèse est de pouvoir orienter à terme le choix des agriculteurs vers un moyen de gestion de l’enherbement qui permettrait de favoriser la diversité des Phytoseiidae, dans le but d’optimiser la protection biologique des vergers d’agrumes.

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Chapitre I- Analyse bibliographique

CHAPITRE I

ANALYSE BIBLIOGRAPHIQUE

1. LA CULTURE DES AGRUMES EN TUNISIE

Originaire d’Asie du Sud Est, le genre Citrus , qui comprend les espèces d’agrumes cultivées est particulièrement adapté aux régions côtières et semi-continentales de la Tunisie. L’agrumiculture s’est développée surtout dans la péninsule du Cap Bon où les conditions environnementales subtropicales sont tout à fait appropriées. La partie méridionale du Cap Bon regroupe les principaux centres de production des agrumes : Nabeul, Menzel Bouzelfa, El Gobba, Niannou, Beni Khaled et Hammamet. Cette région se caractérise par un climat semi-aride à tempéré où la pluviométrie varie de 300 à 500 mm par an. L'irrigation est utilisée dans la plupart des vergers.

D’autres zones de production se trouvent dans les environs du Grand Tunis (Ben Arous, La Manouba, Mornag, La Soukra…), Bizerte (Ras Djebel, Elalia..), dans différents points le long de la côte au sud de Bir Bou Regba (Sousse, Mahdia, Monastir), dans la plaine de Sidi Bouzid et Kairouan, dans quelques localités abritées de la région intermédiaire du Nord (Béja, Bou Salem, etc.) et dans des petites plantations dans les oasis (ONAGRI 2012) (Fig. 2).

1.1. Importance économique

En Tunisie, le secteur de l’agrumiculture est un des secteurs-clefs de l’agriculture (classé en deuxième position derrière l’olivier du point de vue surfaces cultivées). La région du Cap-Bon représente 70 % de la production nationale. La production tunisienne des agrumes est très variée et s’échelonne d’octobre à mai. La répartition variétale montre que la variété dominante est l’orange Maltaise (32 %), suivie par le clémentinier (17 %), l’orange Navel (17 %), le groupe des citrons (16 %) et les oranges douces (9 %). Le reste, soit 14 %, est constitué de variétés d’importance mineure (CTA 2012). D’après le dernier recensement effectué par le ministère de l’agriculture pour l’année 2011 (ONAGRI 2012), la production agrumicole tunisienne tient la 9 ième position en Méditerranée avec une production en 2010-2011 évaluée à 220 000 tonnes. Vingt-deux mille tonnes sont exportées vers les pays européens, dont la France qui est le principal importateur. Cependant, la seule espèce agrumicole à pouvoir

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Chapitre I- Analyse bibliographique bénéficier des avantages de l’exportation est l’orange, et plus particulièrement le cultivar «Maltaise Demi-Sanguine», qui représente 90 % des exportations agrumicoles (20 156 tonnes en 2010). En 2010 le revenu de l'exportation d'agrumes était autour de 11 millions d ’euros.

Figure 2. Principales régions agrumicoles en Tunisie (ONAGRI 2012)

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Chapitre I- Analyse bibliographique

Le secteur des agrumes fait face en ce moment à des difficultés certaines avec une baisse de la productivité (autour de 19 tonnes/ ha) et une irrégularité assez marquée de la production, que l’on peut attribuer à plusieurs facteurs: l’inadaptation des opérations culturales (fertilisation, irrigation, taille, protection contre les bio-agresseurs, etc.), le vieillissement inéluctable des vergers à un rythme qui est nettement supérieur à celui de la plantation des jeunes vergers et l’accentuation des problèmes sanitaires causés par les maladies et les ravageurs.

1.2. Les principaux ravageurs ennemis des agrumes en Tunisie

Les agrumes en Tunisie abritent une entomofaune assez diversifiée (Grissa 2010). Parmi les ravageurs qui peuvent causer des dégâts on trouve la mouche méditerranéenne des [Ceratitis capitata (Wiedemann)], les pucerons des agrumes [Aphis sp., Toxoptera aurantii (Boyer de Fonscolombe), Myzus persicae (Sulzer)], les aleurodes [Aleurothrixus floccosus Maskell , Parabemisia myricae (Kuwana)], les cochenilles [Parlatoria ziziphi Lucas , Chrysomphalus dictyospermi Morgan , Lepidosaphes beckii (Newman) , Coccus hesperidum (Linnaeus) , Icerya purchasi Maskell , Risso)], les thrips [Limothrips cerealium (Haliday) , Frankliniella occidentalis (Pergande) , Haplothrips sp., Thrips tabaci (Lindeman) , Thrips flavus Schrank , Pezothrips kellyanus (Bagnall)] et la mineuse des agrumes ( Phyllocnistis citrella Stainton) (Grissa 2010). L’utilisation non raisonnée des traitements phytosanitaires a commencé à prendre de l’ampleur dans les vergers d’agrumes depuis l’arrivée de la mineuse des agrumes en 1994 (Dhouibi et Gahbiche 1995). Depuis, ont commencé à resurgir les problèmes dus aux acariens phytophages appartenant essentiellement à quatre familles : Tetranychidae , Tenuipalpidae , Tarsonemidae et (Grissa et Khoufi 2012) .

En Tunisie, sur les 17 espèces d’acariens phytophages identifiées dans plusieurs cultures de plusieurs régions, 8 espèces ont été identifiées sur Citrus sp. (Kreiter et al. 2002a). Ce recensement a révélé la présence de quatre espèces de Tetranychidae ( Koch, Panonychus citri (McGregor), Tetranychus turkestani Ugarov et Nicholski et Eutetranychus orientalis Klein), une espèce de Tenuipalpidae ( Brevipalpus lewisi McGregor), deux espèces d'Eriophyidae ( sheldoni [Ewing] et Phyllocoptruta oleivora [Ashmead]), et une espèce de Tarsonemidae ( Hemitarsonemus latus [Banks]).

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Chapitre I- Analyse bibliographique

En Tunisie, T. urticae est actif dans les vergers d’agrumes essentiellement en été et en automne, de mi-juin à mi-novembre. Les variétés du groupe Clémentine sont les plus sensibles aux attaques d’acariens causant une défoliation soudaine et significative. Sur citronnier cependant, l’attaque peut s’observer durant toute l’année si l’hiver est doux. Panonychus citri pullule sur les agrumes de décembre à mai et des dégâts sont généralement causés sur les variétés d'oranges Maltaise, qui représentent la plus grande production d'agrumes en Tunisie. Eutetranychus orientalis cause des dégâts principalement en été et en automne. Comme pour T. urticae , l’attaque s’observe sur feuilles en été de juin à septembre et passe sur fruits de septembre à décembre. Hemitarsonemus latus est nuisible aux agrumes au printemps, sur boutons floraux et jeunes fruits en début de nouaison causant la desquamation des fruits. Enfin, A. sheldoni attaque presque exclusivement les citronniers et est actif au printemps, en été et en automne, ces trois périodes correspondant aux trois périodes de floraison de l’arbre. Les attaques se traduisent par la déformation des boutons floraux et par la suite des fruits (Gharbi 2006, Grissa et Khoufi 2012) .

L’aggravation des problèmes causés par ces acariens phytophages est le résultat de différents facteurs liés plus au moins directement à l’intensification des cultures, la généralisation de l’emploi des pesticides et l’augmentation des échanges de matériel végétal avec d’autres continents (Kreiter 2000).

Dans le but de produire des fruits qui répondent aux normes de qualité, tout en respectant l’environnement, plusieurs études ont été réalisées pour développer des stratégies de lutte alternative, dont des moyens de lutte biologique contre les ravageurs des agrumes. Cet objectif a été traduit par la création du premier insectarium au sein du Centre Technique des Agrumes (CTA) dans la région du Cap Bon (Grombalia) en 2008. Ce centre, en plus de son rôle dans le développement d’une expertise en matière de production et de vulgarisation de nouvelles techniques auprès des agrumiculteurs, a comme mission la production et les lâchers d’insectes utiles et le développement de techniques de lutte biologique contre les principaux ravageurs des agrumes. Parmi les ennemis naturels considérés comme ayant un grand intérêt dans les programmes de lutte biologique de par le monde, les espèces appartenant à la famille des Phytoseiidae occupent une place particulière. L’importance de l’action des Phytoseiidae a été maintes fois discutée et l’expérience montre qu’il y a fréquemment une relation entre leur présence et le

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Chapitre I- Analyse bibliographique contrôle des densités de divers ravageurs, notamment des acariens phytophages (Kreiter 2003a). Il s’avère donc important d’étudier la diversité de ces espèces en Tunisie et les facteurs, notamment les pratiques agricoles, qui affectent l’abondance et la diversité de ces acariens dans les agrosystèmes.

2. PRESENTATION GENERALE DE LA FAMILLE DES PHYTOSEIIDAE

2.1 Position systématique

La famille des Phytoseiidae est composée aujourd’hui d’environ 2 300 espèces, réparties dans trois sous-familles (Moraes et al. 2004, Chant et McMurtry 2007). Ci-dessous la position systématique actuelle de la famille des Phytoseiidae d’après Lindquist et al . (2009).

Tableau 1. Position taxonomique de la famille des Phytoseiidae (Lindquist et al. 2009)

Embranchement Arthropoda Sous -embranchement Classe Arachnida Sous -classe Acari Super -Ordre Anactinotrichida Ordre Mesostigmata Super -famille Ascoidea Famille Phytoseiidae

2.2 Morphologie générale et taxonomie

2.2.1 Morphologie générale des Phytoseiidae

Les Phytoseiidae sont des arthropodes de taille microscopique (200-600 μm de long) (Chant et McMurtry 2007). Ils ont une longueur moyenne de 300 µm, les mâles étant légèrement plus petits que les femelles (Helle et Sabelis 1985, Chant et McMurtry 2007). Ils se caractérisent, par rapport aux autres arthropodes mais en revanche comme tous les autres acariens, par l’absence d’antennes, de mandibules et d’ailes et par leurs corps non métamérisé portant quatre paires de pattes (excepté au stade larvaire) (Chant et McMurtry 1994, Kreiter et al . 1994, Chant et McMurtry 2007). Les espèces de la famille des Phytoseiidae possèdent un corps sclérotinisé et globuleux (ou piriforme), leur couleur varie de blanc-jaunâtre à marron ou rougeâtre, selon les espèces ou selon leur nourriture (Krantz 1978, Kreiter 1991).

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Chapitre I- Analyse bibliographique

Leurs corps est divisé en deux principales parties (Chant 1985, Kreiter 1991) (Fig. 3).

Figure 3. Schéma général d’un Phytoseiidae (Schicha 1987, modifié par Kreiter 1991)

- le gnathosoma . C’est la partie antérieure du corps qui porte les pièces buccales et les organes sensoriels associés à la bouche. Le gnathosoma a une double fonction (i) sensorielle grâce aux palpes qui permettent la détection de la nourriture et du partenaire et (ii) de capture et d’ingestion de proies (Kreiter et al . 1991, 1994, Swirski et al. 1998). Les chélicères permettent de percer les téguments des proies ainsi que les parois des grains de pollen (Kreiter et De La Bourdonnaye 1993). Chez le mâle, chaque chélicère porte un spermatodactyle (sur le mors mobile) permettant le transfert du spermatophore du tractus génital mâle vers les voies génitales femelles. La forme et la taille du spermatodactyle sont utilisées dans la systématique (Fig. 5J) (Kreiter et al . 1991, 1994, Swirski et al. 1998).

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Chapitre I- Analyse bibliographique

- L’idiosoma. C’est la partie postérieure du corps qui porte 4 paires de pattes. La patte I est dirigée vers l’avant et a un rôle sensoriel. Le tégument est protégé par des plaques épaisses ou boucliers de taille, de forme et d’ornementations différentes, sur lesquelles sont insérées des soies et des pores (solénostomes ou poroïdes) en nombre, taille, forme et disposition différents (Kreiter et al . 2003a). Le nombre et la forme de l’ensemble de ces organes sont variables entre les genres et parfois même entre les espèces (Athias-Henriot 1975).

Chez la femelle, on trouve trois boucliers sur la face ventrale : sternal, génital et ventrianal. Une paire de spermathèques ou appareil d’insémination femelle située au niveau de la partie antérieure des coxae IV (Swirski et al. 1998), est composée de plusieurs parties (Figure 5F). La respiration se fait par l’intermédiaire de la trachée qui débouche à la surface du corps au niveau d’une paire de stigmates respiratoires (Swirsky et al. 1998, Kreiter et al . 2003a). Chez le mâle, on trouve deux plaques sclérotinisées sur la face ventrale de l'idiosoma: la plaque sternogénitale qui résulte de la fusion des boucliers sternal et génital (Fig. 5L), et la plaque ventrianale. Une paire de plaques métapodales se situe sur le bord latéral au centre de la face ventrale (Chant 1985, Swirski et al . 1998, Kreiter et al . 2003a).

2.2.2 Systématique des Phytoseiidae

2.2.2.1 La taxonomie morphologique

L’identification d’une espèce de Phytoseiidae commence par la détermination de la sous- famille à laquelle elle appartient. La famille des Phytoseiidae est divisée en trois sous familles : Amblyseiinae Muma, Typhlodrominae Scheuten et Phytoseiinae Berlese.

- Les espèces de la sous-famille des Amblyseiinae sont caractérisées par la présence de quatre paires de soies latérales (j3, z2, z4 et s4) sur le prodorsum (la partie antérieure du bouclier dorsal), les soies z3 et s6 sont manquantes (Fig. 4a). (Chant et McMurtry 2007).

- Les espèces de la sous-famille des Typhlodrominae sont caractérisées par la présence en plus des quatre soies signalées chez les Amblyseiinae, de z3 et / ou s6 et par la présence d’au moins une des soies latérales sur l’opisthosoma (Z1, S2, S4 et S5) (Fig. 4b) (Chant et McMurtry 2007).

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Chapitre I- Analyse bibliographique

- Les espèces de la sous-famille des Phytoseiinae sont caractérisées par la présence de z3 et / ou s6 et l’absence de toutes les soies latérales de l’opisthosoma (Z1, S2, S4 et S5) (Fig. 4c) (Chant et McMurtry 2007).

Figure 4. Cheatotaxie du bouclier dorsal des trois sous-familles : a - Amblyseiinae Muma, b - Typhlodrominae Scheuten, c - Phytoseiinae Berlese (Kreiter 1991).

Actuellement, une identification spécifique fiable est uniquement basée sur l’observation des caractères morphologiques des spécimens femelles, la définition des genres des espèces de Phytoseiidae se basant sur plusieurs critères. Ci-dessous sont listés les critères taxonomiques les plus importants:

1) La chaetotaxie des soies du bouclier dorsal : La présence de soies sur le bouclier dorsal, leur position et caractéristiques (lisse ou dentelée, simple ou épaisse, longue ou courte) représentent l’un des éléments essentiels pris en compte dans la taxonomie de la famille des Phytoseiidae (Chant et McMurtry 2007). Le système de nomenclature des soies le plus utilisé

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Chapitre I- Analyse bibliographique est celui attribué aux Gamasides par Lindquist et Evans (1965) et adapté à la famille des Phytoseiidae par Rowell et al. (1978).

Ces soies dorsales sont rangées en quatre séries longitudinales, numérotées chacune en fonction de la métamérisation des arthropodes et chacune d’entre elles est divisée par convention et commodité en deux sous-séries: celle du prodorsum est notée en lettres minuscules et celle de l’opisthosoma en lettres majuscules.

Le bouclier dorsal peut porter de 12 à 23 paires de soies maximum (Chant et McMurtry 1994, 2007) (Fig. 5A):

° Une paire de soies verticales: j1 toujours présente ° Dix paires de soies dorso-latérales: j3, z2, z4, s4 et Z5 sont toujours présentes et z3, s6, S2, S4 et S5 peuvent être présentes ou absentes, ° Six paires de soies médianes: z5 et Z4 toujours présentes et z6, Z1, Z2 et Z3 peuvent être présentes ou absentes, ° Sept paires de soies dorso-centrales: j4 et j6 toujours présentes et j5, J1, J2, J3 et J4 qui peuvent être présentes ou absentes, ° Une paire de soies clunales: J5 toujours présente, ° Trois paires de soies sub-latérales: r3 toujours présente; r5 et R1 sont présentes ou absentes. Ces dernières soies sub-latérales se situent généralement sur la « membrane » inter-boucliers, mais elles sont parfois insérées sur le bouclier dorsal (Chant et McMurtry 1994, Swirski et al . 1998, Chant et McMurtry 2007, Ferragut et al. 2009).

2) Les solénostomes : Le bouclier dorsal porte également plusieurs paires de solénostomes (ouvertures de glandes cuticulaires) (figure 5A) : gd1 (postéro-latéral à j3), gd2 (postéro- médian à z4), gd3 (inséré sur la plaque péritrémale), gd4 (postéro-latéral à s4), gd5 (postéro- médian à z5), gd6 (antéro-médian à Z1), gd8 (antérieur à Z4), gd9 (antérieur à S5). La paire de soléntosomes gd7 est absente chez les Phytoseiidae. La présence ou l’absence de ces solénostomes, leur taille et forme (circulaire, semi-circulaire ou punctiforme) présentent également un intérêt taxonomique pour la différenciation des espèces (Athias-Henriot 1975, Ragusa et Athias-Henriot 1983, Edland et Evans 1998, Papadoulis et al. 2009).

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Chapitre I- Analyse bibliographique

Figure 5. Détails des caractères morphologiques utilisés pour la description et l'identification des espèces de Phytoseiidae : (A), Face dorsale théorique d’une femelle de Phytoseiidae montrant la chaetotaxie dorsale ( soies stables; soies variables) et les différentes paires de solénostomes (gd) (Schicha 1987, modifié par Kreiter 1991, Swirski et al . 1998)

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Chapitre I- Analyse bibliographique

3) la plaque péritrémale : (stigmates respiratoires et péritrème) qui s’étend sur les bords latéraux de l’idiosoma, depuis la patte IV jusqu’à la limite antérieure de la plaque ventrianale (fig. 5A) (Swirski et al . 1998; Kreiter et al . 2003a) peut être ou non fusionnée antérieurement avec le bouclier dorsal. La longueur du péritrème (niveau d’extension) peut être grande (s’étendant jusqu’à j1) ou courte (s’étendant jusqu’à z4). Ces caractéristiques du péritrème présentent une valeur taxonomique pour la différenciation des espèces (Athias-Henriot 1977, Chant et McMurtry 1994, 2007, Swirski et al . 1998, Papadoulis et al. 2009).

4) Le bouclier sternal , peut être fragmenté ou entier, lisse ou ornementé, il porte deux ou trois paires de soies (ST1, ST2 et ST3) et deux paires de solénostomes (Fig. 5C). ST3 peut également être insérée sur la plaque sternale ou sur une petite plaque métasternale (hors de la plaque sternale). Une quatrième paire de soies (ST4) est présente sur une plaque métasternale, accompagnée par une paire de solénostomes (Chant 1985, Swirski et al . 1998, Kreiter et al . 2003a). La position de ST3 (sur ou hors de la plaque sternale) est considérée comme un critère pour différencier les espèces (Denmark et Welbourn 2002, Chant et McMurtry 2003).

5) Le bouclier ventrianal , qui peut être entier ou fragmenté, lisse ou réticulé. Il porte une paire de soies para-anales, une seule soie post-anale et plusieurs paires de soies préanales en nombre et distribution variables (ZV2, JV1, JV2, JV3). Des soies caudo-ventrales (ZV1, ZV3, JV4, JV5), en nombre variable, sont situées sur la membrane tégumentaire autour du bouclier ventrianal. Une paire de solénostomes, de forme, taille et position variable, peut ou non être présente sur le bouclier ventrianal. Les caractéristiques du bouclier ventrinanal (chaetotaxie, forme, adénotaxie) sont utilisées pour différencier les espèces et les genres de la famille des Phytoseiidae (Schicha 1987, Chant et McMurtry 1994, Swirski et al . 1998, Kreiter et Tixier 2006, Chant et McMurtry 2007).

6) Les pattes : Les Phytoseiidae adultes ont quatre paires de pattes qui comptent chacune six segments : coxa, trochanter, fémur, genou, tibia et tarse. La chaetotaxie des genoux II et III et la présence ou absence des macrosoies essentiellement sur la quatrième paire de patte sont utilisés pour la différenciation des espèces (Evans 1953, Chant et McMurtry 1994, Swirski et al . 1998, Kreiter et al . 2003a, Chant et McMurtry 2007, Papadoulis et al, 2009) (Fig. 5K).

7) Les spermathèques : Les femelles présentent une paire de spermathèques ou appareil d’insémination qui ont des formes différentes (fig. 5F). Ces formes sont utilisées pour la

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Chapitre I- Analyse bibliographique différenciation des espèces (Athias-Henriot 1968, Chant et McMurtry 1994, Swirski et al . 1998, Tixier et al. 2006a, Chant et McMurtry 2007).

8) Les chélicères de la femelle varient en taille et en forme, surtout le mors mobile qui porte des dents en nombre variable (Fig. 5I). La dentition des chélicères a une valeur taxonomique importante pour la différenciation des espèces (Chant et McMurtry 1994, 2007, Papadoulis et al. 2009). Le mors fixe peut ou non porter un pilus dentilis et les dents qu’il porte sont quasiment toujours postérieures au pilus dentilis (Swirski et al. 1998). Le mors mobile peut être dépourvu de dents pour certaines espèces.

2.2.2.2 La taxonomie moléculaire

L’identification et la description des espèces de Phytoseiidae sont essentiellement basées sur des caractères morphologiques. Cependant, plusieurs problèmes d’identification sont rencontrés: de nombreuses espèces ont été décrites plus d’une fois, car mal identifiées et environ 224 espèces sont considérées comme des synonymes (Moraes et al. 2004, Chant et McMurtry 2007; Tixier et al. 2012). Les problèmes de synonymie sont dus au faible nombre de caractères discriminants visibles et à l’absence de clefs d’identification actualisées pour la majorité des genres. De plus, il a été montré que les longueurs des soies portées par le bouclier dorsal, utilisées pour différencier les espèces, pouvaient parfois varier considérablement au sein d’une même espèce (Tixier et al. 2003, 2008). D’autre part, l’observation de certains caractères considérés parfois comme discriminants pour certains genres, comme la forme de la spermathèque, le nombre de solénostomes sur le bouclier dorsal ou le nombre de dents sur les chélicères, dépendent de la qualité du montage des spécimens. Des avis divergents sur la valeur discriminante de certains caractères se retrouvent de plus dans la littérature (Chant et McMurtry 1994). Face à ces difficultés, et compte tenu de l’importance économique de plusieurs espèces de cette famille utilisées dans des programmes de lutte, des approches basées sur l’utilisation des marqueurs moléculaires ont été récemment développées afin de lever quelques ambigüités concernant l’identité de certaines espèces de Phytoseiidae (Tixier et al. 2003, 2006a, Okassa et al. 2012). Ces travaux ont permis l’identification spécifique de tous les stades de développement grâce à deux marqueurs mitochondriaux (12S ARNr et Cytb mtDNA). De plus, des approches de « barcoding of life » ont été développées.

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Chapitre I- Analyse bibliographique

2.3 Cycle de développement et reproduction

Les Phytoseiidae présentent cinq stades de développement (Kreiter 1991) (Fig. 6). L’œuf ovale est collé par une substance adhésive à son support. Quelques jours après la ponte, l’œuf éclot. La larve hexapode peut selon l’espèce avoir une activité prédatrice pour s’alimenter ou pas (Takahashi et Chant 1992, Croft and Zhang 1994, Badii et al. 1999). Deux stades immatures octopodes appelés nymphes (protonymphes et deutonymphes) précèdent le stade adulte que l’on peut distinguer par la taille et la coloration du tégument. Les larves et les nymphes changent de stade après une mue qui dure en moyenne 30 minutes précédée dans certains cas par un stade inactif immobile de dix heures (Sabelis 1985).

La durée de développement varie en fonction de la température et de l’hygrométrie. Le développement optimal de la plupart des espèces de Phytoseiidae se fait à des températures de 25°C et des humidités relativement élevées comprises entre 70 et 85 % (Kreiter 2000). En conditions favorables, le développement est généralement d’une semaine mais peut durer un peu plus de 3 jours pour les espèces présentant un cycle rapide. En revanche, la durée de développement peut atteindre plus de 4 semaines en conditions nettement défavorables (Kreiter 2003a).

Chez les espèces de la famille des Phytoseiidae, la sex-ratio est dans la plupart des cas approximativement de 1/3 de mâles et 2/3 de femelles. Cependant, ce ratio peut varier en fonction des espèces, des conditions environnementales et des saisons (Chant 1959, Helle et Sabelis 1985).

La reproduction des Phytoseiidae se fait selon une pseudo-arrhénotoquie (Helle et Pijnacker 1985, Schulten 1985). L’accouplement obligatoire, est réalisé entre des femelles diploïdes et des mâles haploïdes. Tous les œufs sont fécondés chez les Phytoseiidae et, chez une partie d’entre eux, les chromosomes paternels seraient inactivés (selon un processus mal connu), donnant des mâles haploïdes (Schulten 1985). Le mâle utilise son spermatodactyle pour transférer les spermatophores dans les spermathèques de sa partenaire (Chant 1955). Le taux quotidien de ponte d’une femelle varie, selon les espèces et les conditions climatiques et trophiques, de 0,1 à 4,5 œufs. La fécondité totale est comprise entre 50 et 90 œufs par femelle (Kreiter et al. 1991).

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Chapitre I- Analyse bibliographique

Figure 6. Cycle de développement des phytoseiides (Kreiter 1991).

2.4 Le régime alimentaire des Phytoseiidae

Les Phytoseiidae vivent sur les plantes et dans les couches supérieures de la litière du sol. La majorité des espèces de cette famille peut se nourrir d’acariens phytophages (familles des Tetranychidae, Tenuipalpidae, Eriophyidae), mais également de petits insectes (thrips, larves d’Hemiptera), de nématodes, de champignons, de pollen, d’exsudats floraux et même de tissus végétaux (Castagnoli et Simoni 1990, McMurtry 1992, Chant et McMurtry 1997, Duso et al. 1997, Addison et al. 2000, Broufas et Koveos 2000, Madinelli et al. 2002, Duso et al. 2003, Villanueva et Childers 2004, Bouras et Papadoulis 2005, Bermudez et al . 2010). Chant et McMurtry (1997) ont classé ces prédateurs en quatre catégories fonctionnelles selon leur préférence alimentaire, leur relation vis-à-vis des proies, leur relation à la plante support et le développement en relation avec la proie (réponses fonctionnelle et numérique).

Les prédateurs spécifiques des espèces du genre Tetranychus sp. (Type I) Ces espèces se développent en consommant les différents stades des espèces du genre Tetranychus . Elles sont caractérisées par un développement rapide et une fécondité très élevée. Elles appartiennent toutes au genre Phytoseiulus Evans qui comprend quatre espèces

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Chapitre I- Analyse bibliographique

(Chant et McMurtry 1997), notamment l’espèce la plus utilisée en contrôle biologique Phytoseiulus persimilis Athias-Henriot. Ces espèces se caractérisent par la capacité de se déplacer dans les toiles tissées par les espèces du genre Tetranychus (Sabelis et Bakker 1992).

Les prédateurs spécialistes des espèces de la famille des Tetranychidae (Type II)

Le développement de ces espèces est optimal lorsqu’elles consomment des proies appartenant à la famille des Tetranychidae. Leur taille est plus réduite que celle des prédateurs de type I, et ils sont moins spécifiques. Leur fécondité est élevée mais reste plus faible que les prédateurs de type I. Il s’agit généralement d’espèces (une vingtaine) appartenant principalement aux genres Galendromus Muma et Neoseiulus Hughes avec quelques espèces du genre Typhlodromus (Anthoseius ) De Leon. Parmi les espèces connues appartenant à ce groupe on trouve Galendromus (G. ) occidentalis (Nesbitt) et Neoseiulus californicus (Mc Gregor).

Les prédateurs généralistes polyphages (Type III )

Ces espèces peuvent se développer en consommant différents types de proies (tétranyques, ériophydes, tydéides…) ainsi que du pollen, des insectes, du mycélium et des exsudats végétaux (McMurtry et Croft 1997). Le taux d’accroissement de ces prédateurs est de faible à moyen. La très grande majorité des espèces de Phytoseiidae appartient à cette catégorie. Parmi les espèces connues appartenant à ce groupe, on trouve Kampimodromus aberrans (Oudemans) et Typhlodromus (Typhlodromus ) pyri Scheuten.

Les prédateurs généralistes polliniphages (Type IV)

Le taux d’accroissement de ces espèces est souvent plus élevé quand elles consomment du pollen que des proies. La plupart, sinon toutes les espèces du genre Euseius , appartiennent à cette catégorie comme Euseius stipulatus (Athias-Henriot) et Euseius scutalis (Athias- Henriot). Ceci ne signifie pas pour autant que certaines de ces espèces ne puissent pas contrôler efficacement les pullulations de certains ravageurs.

Les Phytoseiidae généralistes ont un faible potentiel reproducteur, comparativement à des espèces spécialistes. Ces dernières sont susceptibles de se reproduire lorsque les proies sont abondantes et de se disperser efficacement lorsqu'elles sont rares. Les généralistes ont des populations plus stables dans les agrosystèmes et se dispersent moins, étant peu liés à la nécessité de rechercher des proies car consommant d'autres aliments et en moindre quantité (McMurtry et Croft 1997, Kreiter 2000).

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Chapitre I- Analyse bibliographique

2.5 Relations entre les Phytoseiidae et leur plante support

Les Phytoseiidae sont des acariens planticoles. De nombreuses études ont montré des relations étroites entre certaines espèces de Phytoseiidae et la plante support (Barret et Kreiter 1992, McMurtry 1992, Walter 1992, Barret et Kreiter 1995, Karban et al. 1995, Sabelis 1999, Kreiter et al . 2002b, Villanueva and Childers 2006, Tixier et al. 2007, Ferreira et al . 2008). Ainsi par exemple, une corrélation entre la structure des feuilles (nombre de trichomes, densité de pollen, nombre et structure des domaties, surface des feuilles) et les densités de K. aberrans a été montrée (Kreiter et al . 2002a, 2003). De plus, il a été démontré que cette espèce d’acarien pouvait absorber des liquides végétaux directement (Kreiter et al. 2002b, Tixier et al. 2007).

La structure des feuilles constitue en effet un des facteurs affectant le développement des Phytoseiidae (conditions microclimatiques favorables). Certaines espèces se rencontrent sur des végétaux aux feuilles pileuses alors que d’autres se retrouvent préférentiellement sur des feuilles glabres (Kreiter et al. 2002b).

La disponibilité du pollen au niveau des plantes dans les inter-rangs au printemps a été considérée d’une grande influence sur les augmentations de densités des Phytoseiidae dans les vergers de pommiers au Canada (Addison et al. 2000). Duso et al. (2004) ont également démontré une relation entre la disponibilité du pollen et l'abondance des Phytoseiidae dans les vignobles italiens.

Les plantes influencent la densité et la diversité des Phytoseiidae en leur servant de refuge ou des sites d’hivernation. Tanigoshi et al . (1983) ont constaté que la végétation sous les pommiers favorisait la survie de Neoseiulus fallacis (Garman) pendant l'hiver. Nyrop et al. (1994) ont constaté, à leur tour, que dans des vergers de pommiers du Massachusetts, un nombre important de N. fallacis hivernait aussi sur les arbres.

Des études effectuées en Chine ont montré que la présence d’ Ageratum conyzoides , herbe envahissante présente dans la région du sud de l’Asie, peut favoriser le développement des acariens prédateurs ennemis de l’acarien phytophage P. citri (Liang et al. 1994). En effet, la présence de cette plante dans les vergers d’agrumes a permis d’augmenter les densités de l’acarien prédateur : newsami (Evans), ce qui a permis de maintenir le ravageur à des effectifs assez faibles (Kong et al . 2005).

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Chapitre I- Analyse bibliographique

2.6 La dispersion des Phytoseiidae

La dispersion des Phytoseiidae se fait par voies aérienne et ambulatoire ou, alors, par phorésie (transport par les animaux) (Sabelis et Dicke 1985). La dispersion dépend des caractéristiques propres à chaque espèce, des conditions abiotiques (température, hygrométrie, luminosité) ou biotiques du milieu (rapport entre les ressources alimentaires disponibles et les exigences du prédateur) (Schausberger 1998).

Certaines études ont montré, grâce à l’utilisation des pièges et des analyses moléculaires, que la dispersion se fait par voie aérienne (Tixier et al . 1998, 2000, 2006b) et ceci d’une manière aléatoire, le vent en étant le vecteur principal. Il semblerait que ce soit la principale voie de colonisation des agrosystèmes pérennes comme les parcelles de vigne ou d’arbres fruitiers, à partir des habitats les plus proches (Tixier et al . 2000, Jung et Croft 2001). D’autres études ont montré que le déplacement aérien de Galendromus (G. ) occidentalis (Nesbitt) se fait sous des conditions climatiques bien déterminées (humidité relative et vitesse du vent élevées et températures basses) (Hoy et al. 1984, 1985). Dunley et Croft (1990) ont conclu que de nombreux facteurs influencent la colonisation de nouveaux habitats par les Phytoseiidae. Ceci pourrait être impliqué dans la réussite du contrôle biologique des acariens phytophages.

La dispersion par voie ambulatoire permet aux acariens prédateurs de se déplacer sur de faibles distances principalement au sein des parcelles cultivées. Plusieurs études ont été réalisées pour caractériser les mouvements des Phytoseiidae à l’intérieur et autour des arbres. Johnson et Croft (1981) ont étudié la dispersion ambulatoire de l’acarien prédateur N. fallacis dans les vergers de pommier du Michigan. Ils ont constaté que les femelles adultes hivernent sur adventices, et se nourrissent des acariens phytophages s’y trouvant pour migrer ensuite de la couverture herbacée vers les arbres. Plusieurs facteurs peuvent influencer la dispersion ambulatoire des Phytoseiidae, comme la densité de proies sur les arbres (Johnson et Croft 1981), la couverture du sol (Nyrop et al. 1994, Stanyard et al. 1997) et certaines conditions climatiques (Dunley et Croft 1990). De même, il a été démontré que la disponibilité de la nourriture et les températures élevées sont deux facteurs importants qui peuvent agir sur la vitesse de dispersion ambulatoire de l’espèce N. californicus (Auger et al. 1999).

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Chapitre I- Analyse bibliographique

2.7 . Utilisation en lutte biologique

La lutte biologique peut s’effectuer sous différentes formes: celle impliquant de nouvelles introductions par des lâchers (inondatifs ou inoculatifs) d’ennemis naturels directement dans les parcelles ou encore celle basée sur la valorisation des habitats afin de conserver et d’augmenter les populations des ennemis naturels déjà présentes dans l’écosystème agricole (Hodek et Honek 1996).

2.7.1 Lutte biologique par lâchers

Plusieurs synthèses ont fait le point sur les perspectives d’emploi des acariens Phytoseiidae en lutte biologique (Huffaker et al. 1970, McMutry 1982). La lutte biologique classique peut avoir lieu soit par l’utilisation de prédateurs importés de la zone d’origine du ravageur (lutte biologique par acclimatation) ou alors par l’augmentation de la densité des espèces déjà présentes (lutte par augmentation).

2.7.1.1 Lutte par acclimatation

La première stratégie « lutte par acclimatation » est souvent très longue et coûteuse. De plus, l’acclimatation de ces ennemis naturels dans un nouvel écosystème n’est pas garantie, bien qu’elle s’avère indispensable dans le cas de la lutte contre un nouveau ravageur introduit sans son cortège d’ennemis naturels. L’exemple le plus connu est celui de l’acarien vert du manioc Mononychellus tanajoa (Boundar), introduit accidentellement à partir de l’Amérique du sud sur le continent africain et décelé dans les années 1970 (Yaninek et al . 1989). Pour limiter les dégâts causés par cette espèce nuisible, une importation d’ennemis naturels du ravageur a été effectuée à partir de son aire d’origine. Parmi le cortège des espèces importées, une espèce Typhlodromalus aripo De Leon s’est très bien installée et a permis d’éradiquer le problème de l’acarien vert du Manioc (Yaninek et Hanna 2003).

2.7.1.2 Lutte par augmentation inondative ou inoculative

Dans les lâchers inondatifs, une grande quantité de prédateurs est introduite pour réguler des densités de proies importantes, alors que dans les lâchers inoculatifs, une petite quantité de prédateurs est introduite pour permettre une régulation à long terme et préventive des ravageurs (Kreiter et al. 2000a). Parmi les prédateurs largement utilisés en lutte biologique, Phytoseiulus persimilis Athias-Henriot (prédateur de Type I) est connu pour ces capacités

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Chapitre I- Analyse bibliographique prédatrices et sa grande spécificité alimentaire vis-à-vis des espèces du genre Tetranychus (McMurtry et Croft 1997). Les caractéristiques de développement et de prédation de P. persimilis en font un auxiliaire de choix pour lutter contre T. urticae en serres (Escudero et Ferragut 2005). En effet, son taux de croissance est plus élevé que celui de sa proie ce qui le rend théoriquement capable de la contrôler (Nihoul et al. 1992).

D’autres espèces, de type II (McMurtry et Croft 1997) sont aussi utilisées dans des stratégies de lutte biologique par augmentation inondative à travers le monde notamment dans les cultures sous serre (Zhang 2003). C’est par exemple le cas de certaines espèces du genre Amblyseius (Berlese), qui font preuve de capacités prédatrices plus modérées et d’un plus grand éclectisme alimentaire que P. persimilis (Amano et Chant 1977). Ainsi, Amblyseius andersoni (Chant) présente l’avantage sur P. persimilis de pouvoir subsister dans une culture après la quasi-disparition des tétranyques. Dès lors, des introductions préventives peuvent être envisagées dans l’optique d’établir un contrôle du ravageur dès son apparition (Nihoul et al. 1992). Des espèces comme Neoseiulus cucumeris (Oudemans) et Iphiseius degenerans (Berlese) ont été également utilisées dans des stratégies de lutte biologique par augmentation inondative pour lutter contre les thrips sous serre (Zhang 2003).

Les espèces plus généralistes de types III et IV, bien que plus abondantes dans la nature, restent les moins étudiées du fait des difficultés rencontrées, soit durant les élevages, soit durant les lâchers. Leur rôle reste pour autant essentiel et préventif contre les pullulations d’acariens ravageurs (McMurtry 1992). L’utilisation de ces espèces peut être pratiquée par augmentation inoculative (McMurtry et Croft 1997). Ils ont une action significative pour de faibles densités de proies et peuvent se maintenir durablement après les introductions, même en absence de proies (Kreiter et al. 2000). Des études ont montré l’efficacité de quelques espèces comme K. aberrans , T. pyri et Euseius finlandicus (Oudemans) pour contrôler diverses espèces d’acariens phytophages dans les vergers et les vignobles (Schausberger 1998).

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Chapitre I- Analyse bibliographique

2.7.2 Lutte biologique par la gestion et la conservation des habitats non cultivés au sein des agrosystèmes

Le contrôle naturel des ravageurs des cultures peut impliquer une gestion de l’environnement permettant d’augmenter la fertilité et la viabilité des ennemis naturels en mettant à leur disposition des refuges en cas de perturbations de leur habitat d’origine (Landis et al . 2000).

Les habitats non cultivés telles que les zones boisées adjacentes aux cultures, les haies, les bordures de champs sont des habitats relativement permanents et peu perturbés servant de ressources à plusieurs ennemis naturels (Tscharntke et al . 2005). Plusieurs auteurs ont montré la présence des Phytoseiidae dans les zones boisées adjacentes aux cultures et des zones non cultivées ainsi que l’influence positive de la végétation spontanée sur l’abondance et la diversité des Phytoseiidae dans les parcelles de vigne voisines (Duso et al. 1993, Tixier et al. 2000, Barbar et al. 2005). Tuovinen et Rokx (1991) et Tuovinen (1994) ont noté que la végétation adjacente aux vergers de pommiers en Finlande avait un effet sur la densité et la composition spécifique des phytoséiides. Il est donc possible d’aménager ou de préserver des habitats naturels, comme des bordures de champs, pour maintenir l'abondance et la diversité des acariens phytoséiides (Tixier et al. 1998).

Récemment, des recherches se sont intéressées à la lutte biologique par gestion des habitats à l’intérieur même des vergers arboricoles, en étudiant les effets de différentes techniques de gestion que ce soit sur les acariens phytophages que sur les espèces de Phytoseiidae associées. Plusieurs travaux ont ainsi été réalisés pour étudier l’effet de la gestion de l’enherbement sur la dispersion des acariens phytophages vers les arbres; ils ont montré que cette migration est favorisée par la présence de quelques plantes dans les vergers favorables à ces phytophages (Meagher and Meyer 1990, Flexner et al. 1991, Kreiter et al. 1991, Alston 1994 Aucejo et al. 2003). De plus l’utilisation d’herbicides a favorisé la migration des Tetranychidae du sol vers les arbres (Flexner et al. 1991, Alston 1994, Hardman et al. 2005, 2011).

Concernant les Phytoseiidae, des études ont montré que la gestion de l’enherbement agit sur la diversité et l’abondance des Phytoseiidae dans les vergers d’agrumes que ce soit par l’utilisation de plantes de couverture ou bien par le désherbage (Pereira et al. 2006, Aguilar- Fenollosa et al. 2008, 2011, Mailloux et al. 2010). Quelques auteurs ont montré un effet positif de l’utilisation de quelques plantes de couverture dans les vergers d’agrumes pour améliorer la diversité des Phytoseiidae comme Neonotonia wightii (Wight & Arn.) Verdc. (Mailloux 2010) et Festuca arundinacea Schreb. (Aguilar-Fenollosa et al. 2011). D’autres ont

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Chapitre I- Analyse bibliographique montré un effet positif de la diversification des plantes dans les inter-rangs par l’augmentation de la diversité des Phytoseiidae (Alston 1994, Coli et al. 1994, Nyrop et al. 1994, Tuovinen 1994, Stanyard et al . 1997). L’effet négatif de l’utilisation des herbicides sur les phytoséiides dans les vergers a été démontré dans plusieurs travaux (Rock and Yeargan 1973, Hilsop and Prokopy 1981, Kreiter et al. 1993, Pereira et al. 2006, Mailloux et al. 2010). Cependant, ces recherches restent insuffisantes et très peu de données sont disponibles sur les effets de la gestion de l’enherbement à l’intérieur de la parcelle sur la diversité des Phytoseiidae et notamment sur les échanges qui s’effectuent entre la strate herbacée au niveau du sol et les arbres.

Conclusion

Les éléments de bibliographie présentés dans ce chapitre conduisent au constat que, si on considère l’importance du secteur agrumicole en Tunisie, et l’importance prouvée des espèces de Phytoseiidae dans la lutte biologique contre plusieurs ravageurs de cette culture, il est nécessaire de connaitre l’effet des pratiques agricoles sur les espèces de cette famille. De plus, vu le lien particulièrement étroit entre ces prédateurs et leurs plantes supports, il est intéressant d’étudier en particulier les effets des techniques de gestion de l’enherbements les plus pratiquées par les agrumiculteurs tunisiens sur la diversité et l’abondance de cette famille.

Cependant avant de commencer à travailler sur la caractérisation des effets des pratiques agricoles, il est apparu tout d’abord nécessaire de déterminer les espèces de Phytoseiidae présentes dans les vergers d’agrumes tunisiens, ceci afin de caractériser quelles était les espèces les plus importantes, pouvant avoir un intérêt dans le contrôle biologique des acariens phytophages. Ceci est l’objet d’une étude présentée dans le Chapitre 3 ci-après.

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Chapitre II- Matériel et méthodes

CHAPITRE II. MATERIEL ET METHODES

1. MONTAGE ET IDENTIFICATION DES ACARIENS COLLECTES

Pour répondre aux objectifs mentionnés, des échantillonnages sur le terrain et des expérimentations ont été réalisés. Les mêmes techniques d’extraction des acariens ont été utilisées pour tous les travaux effectués. C’est pourquoi nous décrivons ici cette méthodologie générique suivie au cours de la thèse.

Tout le matériel végétal collecté durant les échantillonnages (30 feuilles de citrus et 2 litres de plantes adventices collectés au hasard) a été transporté séparément dans des glacières au laboratoire pour l’extraction des acariens. L’extraction des acariens à partir des feuilles de citrus a été réalisée à l’aide d’un pinceau fin et à partir des adventices par la méthode de frappage suivie par ‘trempage-rinçage-agitation-filtration’. Tous les acariens Phytoseiidae et Tetranychidae ont été comptés mais seulement les acariens phytoséiides ont été montés entre lame et lamelle dans le milieu d’Hoyer et identifiés. Environ 5 000 individus ont été extraits durant cette thèse et identifiés grâce aux concepts génériques de Chant et McMurtry (2007) et aux clés spécifiques de Ferragut et al . (2009) et de Papadoulis et al. (2009).

2. DISPOSITIFS DE PIEGEAGE

Deux types de pièges ont été utilisés au cours de deux expérimentations réalisées dans cette thèse :

• Des pièges aériens étaient constitués de bassines remplies d’eau avec une goutte de mouillant et placées sous les arbres. Ces pièges ont été utilisés dans les articles 4 et 5. Le but de ces pièges était de déterminer si des Phytoseiidae se dispersaient par voie aérienne des arbres vers la strate herbacée. L’eau dans ces bassines a été filtrée hebdomadairement afin de récupérer les acariens (Fig. 7A).

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Chapitre II- Matériel et méthodes

• Des pièges ambulatoires étaient constitués de deux bandes velcro® séparées par deux bandes de glu et placées sur les troncs des arbres (Koike et al . 2000). La bande de velcro® située le plus en hauteur visait à capturer les Phytoseiidae descendant des arbres, tandis que la bande de velcros située le plus en bas (50 cm du sol) visait à capturer les Phytoseiidae montant dans l’arbre (Fig. 7B). Chaque semaine ces bandes sont récupérées et les acariens comptés et prélevés à l’aide d’un pinceau. Ce même dispositif a été utilisé pour les deux articles 4 et 5.

Figures 7. Schéma des pièges velcro® utilisés : A - systèmes de piégeages utilisés, aérien et ambulatoire, B - détails du piège ambulatoire (Koike et al . 2000)

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Chapitre II- Matériel et méthodes

3. ANALYSE DES DONNEES ET INDICES DE BIODIVERSITE EMPLOYES

Les Indices d’évaluation de la diversité

La diversité d'une communauté est fonction aussi bien du nombre de taxa (richesse spécifique) que de la régularité avec laquelle les individus sont distribués parmi ces taxa (équitabilité) (Peet 1974). Nombreuses fonctions mathématiques ont été proposées pour mesurer la diversité mais aucun indice de diversité à lui seul n'est complètement efficace pour décrire exhaustivement la structure des communautés. Afin de mesurer la diversité dans les vergers étudiés, nous avons choisi d’utiliser les indices décrits dans les paragraphes suivants.

- La richesse spécifique

La mesure de l’indice de richesse spécifique consiste à recenser le nombre d’espèces contenues dans chaque échantillon. Cet indice décrit la diversité des espèces au sein d’un échantillon mais ne tient pas compte de l’importance des espèces les unes par rapport aux autres.

- L’indice de diversité de Simpson

L'indice de Simpson est un indice qui tient compte de la richesse spécifique et de la distribution de ces espèces dans l’échantillon. Il mesure la probabilité que deux individus sélectionnés au hasard appartiennent à la même espèce (Simpson 1949). Cet indice peut en revanche sous-estimer la diversité dans un échantillon en cas de dominance d’une espèce par rapport aux autres. C’est donc la raison pour laquelle nous avons basé nos interprétations sur la combinaison de l’analyse de richesse spécifique et de l’indice de Simpson de formule

D = Σ Ni(Ni-1)/N(N-1)

Ni : nombre d'individus de l'espèce donnée N : nombre total d'individus

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Chapitre II- Matériel et méthodes

Lorsque cet indice est égal à 0, la diversité est maximale; lorsqu’il est égal à 1, la diversité est minimale. L’utilisation de la formule 1-D a été choisie pour faciliter les interprétations.

Indice d’équitabilité

L’indice d’équitabilité de Piélou (Piélou 1969) a été utilisé pour mesurer la répartition des individus au sein des espèces, indépendamment de la richesse spécifique. Sa valeur varie de 0 (dominance d’une espèce) à 1 (équi -répartition des individus dans les espèces). Cet indice est lié à l’indice de Shannon-Weaver et sa formule est la suivante :

J’ = H’/H’ max

H’max = log S (S= nombre total d’espèces) H’ : indice de Shannon -Weaver

H’ = - Σ ((Ni / N) * log 2(Ni / N))

Ni : nombre d'individus d'une espèce donnée, i allant de 1 à S (nombre total d’espèces). N : nombre total d'individus.

Indices de comparaison de la diversité

L’indice qui a été choisi pour comparer la diversité de deux milieux différents est l’indice de similarité de Jaccard. Cet indice caractérise le degré de similarité entre deux listes d’espèces . Il se calcule en divisant le nombre d’espèces communes aux deux relevés par le nombre total d’espèces présentes (Jaccard 1912) .

Pour le calcul des indices de diversité, l e logiciel PAST (Paleontological Statistic, version 2.4) (Hammer et al. 2001) a été utilisé .

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Chapitre III- Diversité des Phytoseiidae dans les agrosystèmes agrumicoles tunisiens

CHAPITRE III-

DIVERSITE DES PHYTOSEIIDAE DANS LES AGROSYSTEMES AGRUMICOLES TUNISIENS

1. INTRODUCTION

Pendant longtemps, une seule espèce de Phytoseiidae, Phytoseiulus persimilis Athias-Henriot, était signalée de Tunisie (région de Gafsa, par Rambier en 1972). Kreiter et al . (2011) font état de résultats de collectes conduites entre 1994 et 2008 dans plusieurs régions agricoles de Tunisie (Nord, Centre Ouest, Cap-Bon, Bizerte, Sahel, Sud…), dans plusieurs cultures : légumes sous serres, vergers de pommiers, d'agrumes, vignes, oliviers, palmier dattier, plantes ornementales, etc., et dans les plantes adventices associées à ces cultures.

Vingt-sept espèces de Phytoseiidae ont été identifiées, parmi lesquelles une nouvelle espèce appartenant à un nouveau genre. Sur ces vingt-sept espèces, douze ont été trouvées sur les arbres en vergers d’agrumes : Graminaseius graminis (Chant), E. scutalis , E. stipulatus , Iphiseius degenerans (Berlese), N. californicus , Phytoseiulus persimilis Athias-Henriot, Phytoseius finitimus Ribaga, Typhlodromus (Anthoseius ) foenilis Oudemans, Typhlodromus (Anthoseius ) rhenanoides Athias-Henriot, Typhlodromus (Anthoseius ) rhenanus Oudemans, Typhlodromus (Typhlodromus ) exhilaratus Ragusa et Typhlodromus (Typhlodromus ) phialatus Athias-Henriot, la majorité de ces espèces ayant été collectées dans la région agrumicole du Cap Bon.

Bien que ces prospections aient considérablement enrichi les connaissances de la faune des Phytoseiidae en Tunisie, elles restent insuffisantes, surtout si on compare avec les pays voisins comme le Maroc (47 espèces connues) et l’Algérie (53 espèces connues) (Kreiter et al . 2004). Des efforts d’échantillonnages restent donc à fournir pour mieux caractériser la faune tunisienne, plusieurs régions de Tunisie n’ayant pas fait l’objet d’échantillonnages approfondis.

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Chapitre III- Diversité des Phytoseiidae dans les agrosystèmes agrumicoles tunisiens

2. DIVERSITE DES PHYTOSEIIDAE DANS LES VERGERS AGRUMICOLES TUNISIENS

Des prospections ont été réalisées dans des vergers de citrus tunisiens, à la fois sur les arbres mais aussi dans l’environnement végétal qui entoure les agrumes (adventices, brise-vents, haies, cultures intercalaires). Quarante-six parcelles ont été échantillonnées: 23 parcelles situées dans la région du Cap Bon (qui est la région la plus importante si on considère qu’elle couvre environ 75 % de la superficie agrumicole totale), 8 parcelles à Tunis (Mornag, Sidi Thabet et Ariana), 6 parcelles à Bizerte, 7 parcelles dans le nord-ouest (Béja et Jandouba), une parcelle à Sousse et une dernière parcelle à Kairouan.

Ce travail a permis d’établir un catalogue des espèces de Phytoseiidae sur les agrumes en Tunisie. De plus, quelques informations sur leur biogéographie et leur biologie quand elles étaient disponibles, ont été données. Enfin, une clé d’identification de toutes les espèces de Phytoseiidae trouvées en Tunisie jusqu'à présent (38 espèces appartenant à 17 genres) a été élaborée.

Les résultats de ces travaux figurent dans l’article 1 suivant.

3. ARTICLE 1

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Chapitre III- Diversité des Phytoseiidae dans les agrosystèmes agrumicoles tunisiens

Article 1- Phytoseiid mites (Acari: Mesostigmata) of Tunisian citrus orchards: Catalogue, biogeography and key for identification (Acarologia, a paraître en décembre 2012)

Hajer Sahraoui 1,2* , Kaouthar Lebdi Grissa 1, Serge Kreiter ², Martial Douin 2 and Marie- Stéphane Tixier 2

1- Institut National Agronomique de Tunisie, Laboratoire de protection des plantes. 43, Avenue Charles Nicolle 1082 -Tunis- Mahrajène, Tunisie. 2- Montpellier SupAgro, Unité Mixte de Recherche CBGP (INRA/ IRD/ CIRAD/ SupAgro), Campus International de Baillarguet, CS 30 016, 34988 Montferrier-sur-Lez cedex, France.

* Corresponding author to whom correspondence should be sent: [email protected]

Abstract — This study presents the results of a survey aimed to determine the species composition of phytoseiid mites both on citrus trees, grasses within inter-rows and on conifers planted as break winds around citrus orchards. This survey was carried out in fourty six citrus orchards in the main citrus growing regions of Tunisia, from September 2009 to August 2011. Twenty six species belonging to ten genera were found among which eleven are new for the Tunisian fauna. This paper provides a catalogue of all these species, with some information on their biogeography and biology when available. In Addition, a key for the identification of all the species found in Tunisia until now (38 species belonging to 17 genera) is given.

Key-words — Phytoseiid mites; citrus; Tunisia; biodiversity; survey

Introduction

Mites of the family Phytoseiidae (Mesostigmata) have been extensively studied for their potential as biological control agents of phytophagous mites (McMurtry and Croft, 1997). Several species are currently used for bio-control of mite and insect pests in several crops all over the world (McMurtry and Croft, 1997). About 2,300 phytoseiid species belonging to 90 genera have been described in this family (Chant and McMurtry, 2007). However, the fauna of all countries has not been equally surveyed (Tixier et al., 2012). Until very recently, only few species were reported from Tunisia (Kreiter et al., 2010). For a long time, Phytoseiulus persimilis Athias-Henriot was the unique species reported from this country (Gafsa, South of Tunisia) (Rambier, 1972), and many works referring to phytoseiids from Tunisia have been

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Chapitre III- Diversité des Phytoseiidae dans les agrosystèmes agrumicoles tunisiens recently initiated (Kreiter et al ., 2002, 2004, 2006, 2010). A synthesis of the surveys carried out during 15 years (between 1994 and 2008) in the main crops and surrounding vegetation was reported by Kreiter et al. (2010): 27 species of phytoseiid mites belonging to 14 genera are now recorded. Among them, twelve species were identified on citrus trees (table 1). Despite these progresses, additional studies are still necessary in order to evaluate properly the diversity of Phytoseiidae species in Tunisian ecosystems, especially in crops in order to exploit their predatory potential for biological control applications.

The present paper aims to better accurately characterize the phytoseiid mite diversity in a wide range of citrus plots, located in different growing areas, sampled on several varieties at different seasons.

Material and Methods A survey of phytoseiid mites was carried out from September 2009 to August 2011, in 46 citrus orchards in the most important productive regions of Tunisia: twenty three orchards are situated in Cap Bon which is the most important citrus productive region (with a surface of about 75 % of the total citrus surface), eight orchards in Tunis (Mornag, Sidi Thabet and Ariana), six orchards in Bizerte, seven in the North West (Béja and Jandouba), one orchard in Sousse and one orchard in Kairouan (Fig. 1). One hundred and eight samplings have been carried out in the 46 selected orchards: for each sampling, collections were carried out on citrus trees, uncultivated weeds in inter-rows and break winds trees. Samples of each plant were individually bagged in plastic bags and transported the same day in freezing boxes to the laboratory for mite extraction.

Figure 1 . Geographical distribution of the sampled orchards in Tunisia

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Chapitre III- Diversité des Phytoseiidae dans les agrosystèmes agrumicoles tunisiens

Mites were extracted from using a fine hair brush and were preserved in 70 % ethanol. They were then mounted on slides using Hoyer’s medium (Gutierrez, 1985) and identified using a phase contrast microscope. The generic classification of Chant and McMurtry (2007) was used for identification. Other more specific literature was used for species determination (Ferragut et al ., 2009; Papadoulis et al., 2009).

Results

A total of 2,759 individuals (adults) of phytoseiid mites were identified from citrus trees and associated uncultivated plants in the 46 Tunisian orchards considered. Twenty-six phytoseiid species belonging to 10 genera were found, fifteen of them being already known and eleven are new species for Tunisia (Table 2). Among them six were found on citrus trees (Table 1), the others on weeds and conifers. First, we will present the twenty six species presently found in citrus agrosystems. Some biological data are given when available and helpful for iological control applications, the current geographic distribution of species are from Moraes et al. (2004) and Papadoulis et al. (2009). Data on the species previously recorded in Tunisia are from Kreiter et al. (2010). Then, a key of all the species of Phytoseiidae known from Tunisia is provided.

Table 1 : Phytoseiidae species reported on citrus trees in Tunisia in Kreiter et al. (2010) and those presently recorded. Species Sub-family Graminaseius graminis (Chant) Amblyseiinae (Kreiter et al. Euseius scutalis (Athias-Henriot) Amblyseiinae 2010) Euseius stipulatus (Athias-Henriot) Amblyseiinae Iphiseius degenerans (Berlese) Amblyseiinae Neoseiulus californicus (McGregor) Amblyseiinae Phytoseiulus persimilis Athias-Henriot Amblyseiinae Phytoseius finitimus (Ribaga) Phytoseiinae Typhlodromus (Anthoseius ) foenilis (Oudemans) Typhlodrominae Typhlodromus (Anthoseius ) rhenanoides Athias-Henriot Typhlodrominae Typhlodromus (Anthoseius ) rhenanus (Oudemans) Typhlodrominae Typhlodromus (Typhlodromus ) exhilaratus Ragusa Typhlodrominae Typhlodromus (Typhlodromus ) phialatus Athias-Henriot Typhlodrominae Typhlodromus (Typhlodromus ) setubali (Dosse) Typhlodrominae New records Typhlodromus (T. ) ernesti (Ragusa and Swirski) Typhlodrominae Typhlodromus (Anthoseius ) yasminae (Faraji) Typhlodrominae Typhlodromus (Anthoseius ) pegazzani Ragusa and Swirski Typhlodrominae Paraseiulus talbii (Athias-Henriot) Typhlodrominae Proprioseiopsis bordjelaini (Athias-Henriot) Amblyseiinae

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Chapitre III- Diversité des Phytoseiidae dans les agrosystèmes agrumicoles tunisiens

Table 2 : Phytoseiidae species presently observed and their geographical distribution in the sampled citrus orchards (the species in bold characters are new for the Tunisian fauna)

Cap bon North Grand-Tunis Bizerte (Takelsa, Menzel Bouzelfa, West (Morneg, Ariana Sidi (Azib, Alia, Ras Jbel) Grombalia, Bouargoub, Slimen, (Jandouba- Thabèt, Khlidia) Bni Khalled, Hammamet) Beja) E. stipulatus × × × E. scutalis × N. californicus × × × N. cucumeris × N. longilaterus × × N. barkeri × × N. alpinus × × N.(aurescens) paspalivorus × N. bicaudus × P. persimilis × × × I. degenerans × × × T. phialatus × × × × T. exhilaterus × × × T. pegazzani × T. ernesti × T. setubali × P. talbii × × × A. foenelis × × × A. yasminae × × × A. athenas × × × A. rhenanoides × × × A. recki × G. graminis × P. bordjelaini × A. meridionalis × A. obtusus ×

Species of Phytoseiidae mites presently observed in citrus agrosystems

Sub-family Amblyseiinae

1. Graminaseius graminis (Chant) Amblyseius graminis Chant 1956: 34. Typhlodromus (Amblyseius ) graminis Chant 1959: 89. Amblyseius (Typhlodromus ) graminis (Chant) Muma 1961: 287. Typhlodromus (Typhlodromus ) graminis (Chant) Westerboer and Bernhard 1963: 636. Amblyseius (Amblyseius ) graminis (Chant) Wainstein 1973: 178; Wainstein 1975: 920; Wainstein 1977: 1415; Ueckermann and Loots 1988: 132. Neoseiulus graminis (Chant) Moraes et al. 1986: 81.

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Chapitre III- Diversité des Phytoseiidae dans les agrosystèmes agrumicoles tunisiens

Graminaseius graminis (Chant) Chant and McMurtry 2007: 85.

Distribution : Algeria, Armenia, Australia, Azerbaijan, Denmark, England, France, Germany, Greece, Moldova, Morocco, Norway, Poland, Russia, Spain, Turkey, Ukraine, and USA. Previous records from Tunisia : Cap Bon region- July 2006 on Citrus sp. (, navel and orange).

Additional records from Tunisia : Takelsa (Cap Bon): December- 1♀ on Citrus sp.; March - 1♀ on Malva sp.; June and July-7 ♀ on Hordeum murinum .

2. Amblyseius obtusus (Koch)

Zercon obtusus Koch 1839: 13; Canestrini and Fanzago 1876: 130-141; Oudemans 1930: 71. Seius obtusus (Koch) Berlese 1889: 7. Amblyseius obtusus (Koch) Berlese 1914: 144; Athias-Henriot 1957: 340; Livshitz and Kuznetsov 1972: 23, Wainstein and Shcherbak 1972: 35; Moraes et al . 1986: 24; Papadoulis and Emmanuel 1997: 22; Chant and McMurtry 2007: 80. Typhlodromus obtusus (Koch) Chant 1957a: 306; Karg 1960: 443. Typhlodromus (Amblyseius ) obtusus (Koch) Chant 1959: 90. Amblyseius (Amblyseius ) obtustus (Koch) Muma 1961: 287; Ehara 1966: 22; Wainstein 1973: 178; Wainstein 1975: 916; Ueckermann and Loots 1988: 68; Denmark and Muma 1989: 7.

Distribution : Algeria, Armenia, Canada, Czech Republic, England, France, Greece, Germany, Hawaii, Hungary, Italy, Moldova, Morocco, Norway, New Zealand, Pakistan, Poland, Russia, Spain, Sweden, Turkey, USA, Ukraine and Venezuela.

Specimens examined : Takelsa (Cap Bon): March- 1♀ on Malva sp.; April- 2♀ and 1 ♂ on H. murinum.

This is the first record of this species in Tunisia.

3. Amblyseius meridionalis (Berlese)

Amblyseius obtustus var. meridionalis Berlese 1914: 144. Amblyseius meridionalis Berlese; Athias-Henriot 1958b: 32; Athias-Henriot 1966: 203; Wainstein and Shcherbak 1972: 35; Livshitz and Kuznetsov 1972: 22; Chant and Yoshida- Shaul 1978: 1062; Kolodochka and Sklyar 1981: 103; Moraes et al . 1986: 21; Papadoulis and Emmanouel 1993: 321; Moraes et al . 2004: 37; Chant and McMurtry 2007: 80. Typhlodromus (Amblyseius ) meridionalis (Berlese) Chant 1959: 85. Amblyseius (Amblyseius ) meridionalis (Berlese) Muma 1962: 23. Typhlodromus (Typhlodromus ) meridionalis (Berlese) Westerboer and Bernhard 1963: 690. Amblyseius (Pauciseius ) meridionalis (Berlese) Denmark and Muma 1989: 131.

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Chapitre III- Diversité des Phytoseiidae dans les agrosystèmes agrumicoles tunisiens

Distribution : Algeria, Azerbaijan, Canada, Germany, Greece, Hungary, Italy, Morocco, Poland, Spain, Switzerland and Ukraine.

Specimens examined : Boumhal (Tunis): June 2011- 1♀ on Convolvulus sp. This is the first record of this species in Tunisia.

4. Proprioseiopsis bordjelaini (Athias-Henriot)

Amblyseius bordjelaini Athias-Henriot 1966:193.

Distribution: Spain, Canary Islands, Algeria and Morocco.

Specimens examined: Takelsa (Cap Bon), December: 1 ♀ on Citrus sp. This is the first record of this species in Tunisia.

5. Euseius scutalis (Athias-Henriot)

Typhlodromus scutalis Athias-Henriot 1958a: 183. Amblyseius scutalis Athias-Henriot 1960a: 297. Amblyseius (Amblyseius ) scutalis Muma 1961: 288. Amblyseius (Typhlodromus ) scutalis Ueckermann and Loots 1988: 109.

Distribution: Algeria, Canary Islands, Cape Verde, Ghana, Egypt, Greece, India, Iran, Israel, Italy, Jordan, Lebanon, Morocco, Pakistan, South Africa, Spain and Turkey. Previous records from Tunisia: this is a wide spread species in Tunisia, recorded in several orchards (citrus, vineyards, ornamental plants, trees, wild cover). Additional records from Tunisia: INAT (Tunis) (Institut National Agronomique de Tunisie), June: 1 ♀ on Citrus sp.

Biology: Euseius scutalis was described from Algeria by Athias-Henriot (1958). This species can be reared on pollen (Alshammeri, 2011) and was recorded as a predator of Panonychus citri (Mc Gregor) in citrus orchards (McMurtry, 1969, 1977; Kasap and Ekerog, 2004). Euseius scutalis has also been reported as a biological control agent of Bemisia tabaci (Gennadius) (Nomikou et al., 2003; Dale and Donald, 1986).

6. Euseius stipulatus (Athias-Henriot)

Amblyseius stipulatus Athias-Henriot 1960a: 294. Amblyseius (Amblyseius ) stipulatus Ueckermann and Loots 1988: 110.

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Chapitre III- Diversité des Phytoseiidae dans les agrosystèmes agrumicoles tunisiens

Euseius stipulatus (Athias-Henriot) Ferragut et al . 1985: 225; Chant and McMurtry 2005: 216; 2007: 123

Distribution: Algeria, Canary Islands (Spain), France, Greece, Italy, Montenegro, Morocco, Portugal, Tunisia, Turkey, and former Yugoslavia

Previous records from Tunisia: recorded in many regions in the Cap Bon, Mateur (North region), Sousse (Sahel region), on Citrus sp. and M. domestica and in Degache (South): July 2005 on Olea europea.

Additional records from Tunisia: Tekelsa (Cap Bon): all the year- 343 ♀ and 39 ♂ on Citrus sp.; February, April and June- 129 ♀ and 60 ♂ on Acalypha rhomboidea ; March- 2♀ and 3 ♂ on Mercurialis annua ; April- 2♀ and 5 ♂ on U. dioica ; April, May and June- 9♀ on Solanum nigrum ; April- 5♀ on Conyza canadensis ; May and July- 3♀ on Cupressus sp.; March- 1♀ on Chrysanthemum sp., June- 3♀ on H. murinum , April- 13♀ and 1 ♂ on Convolvulus sp.; March- 3♀ and 4 ♂ on Amaranthus retroflexus ; Alia and Ras ejbal (Bizerte): March, April and May- 80 ♀ and 28♂ on Citrus sp.; April - 7♀ and 1 ♂ on A. retroflexus ; March- 1♀ on M. annua ; May- 1♀ on S. nigrum ; May- 2♀ and 2 ♂ on Cupressus sp .; March- 1♀ on Nerium oleander ; April- 2♀ and 2 ♂ on Malva sp.; Grombalia (Cap Bon): February, March, April, and June- 96 ♀ and 13 ♂ on Citrus sp., April and May- 2♀ and 1 ♂ on A. rhomboidea .; April- 2♀ on Malva sp.; May- 1♂ on S. nigrum ; April- 7♀ on Convolvulus sp.; Mornag (Tunis): December, March and April- 29 ♀ and 9 ♂ on Citrus sp.; March- 2♀ on M. annua ; April- 1♀ on U. dioica ; April- 2♀ and 1 ♂ on Hedera helix .

Biology: Euseius stipulatus was classified by McMurtry and Croft (1997) as a specialized pollen feeder. This species feeds also on pest mites such us P. citri (Ferragut et al. 1988, 1992), Tetranychus urticae Koch (Moyano et al., 2009) and eriophyid mites (Ferragut et al., 1987).

7. Iphiseius degenerans (Berlese) Seiulus degenerans Berlese 1887: 9. Iphiseius degenerans (Berlese) Berlese 1921: 95. Amblyseius (Iphiseius ) degenerans (Berlese) Muma 1961: 288. Iphiseius (Iphiseius ) degenerans (Berlese) Prichard and Baker 1962: 299.

Distribution: Algeria, Benin, Brazil, Burundi, Cape Verde, China (Hong-Kong), Congo, Egypt, Georgia, Greece, Israel, Italy, Kenya, Lebanon, Madeira Islands, Madagascar, Malawi,

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Chapitre III- Diversité des Phytoseiidae dans les agrosystèmes agrumicoles tunisiens

Morocco, Nigeria, Portugal, Rwanda, South-Africa, Spain (Canary islands), Tanzania, Turkey, Yemen, Zaire and Zimbabwe.

Previous records from Tunisia: Sousse (Sahel region): April 2000 on Citrus sp. and Hibiscus syriacus near citrus orchard; Cap Bon Region: May 2006 on Citrus sp. (Thomson, Navel and oranges).

Additional records from Tunisia: Sidi Thabet (Tunis): March- 1♀ on Citrus sp.; Alia (Bizerte): March and April- 2♀ and 1 ♂ on Citrus sp.

Biology: Described in Italy during the 19th century (Berlese, 1887), this species has a wide distribution in Africa and around the Mediterranean Sea (Moraes et al ., 2004). Iphiseius degenerans is described by McMurtry and Croft (1997) as a generalist (type III predator), able to feed on a wide range of foods such as thrips larvae (Messelink et al., 2005), spider mites (Nwilene and Nachman, 1996; Vantornhout et al., 2004) and pollen (van Rijn et al., 1999). This species is commercialised for the biological control of the western flower thrips Frankliniella occidentalis (Pergande) in greenhouses (Vantornhout et al., 2005).

8. Neoseiulus barkeri Hughes

Neoseiulus barkeri Hughes 1948: 142; 1976: 343. Typhlodromus barkeri Nesbitt 1951: 35; Chant 1959: 61. Amblyseius barkeri Athias-Henriot 1961: 440. Amblyseius mckenziei Schuster and Pritchard 1963: 268.

Distribution: Algeria, Australia, Brazil, Canary Islands, Cape Verde, China, Finland, France, Georgia, Germany, Ghana, Greece, Guinea, Hawaï, Israel, Italy, Japan, Jordan, Madagascar, Netherlands, Nigeria, Norway, Reunion Island, Russia, South Africa, South Korea, Spain, Sweden, Turkey, Ukraine, United Kingdom, West Bank and Yemen. Previous records from Tunisia: Beni Khiar (Cap Bon region): October 1995 on Oxalis sp. in citrus orchard; Palmeraie Ibn Chabbat (South): July 2000 on C. dactylon ; Segdoud: January 2006 on Ph. dactylifera cv. Alig.

Additional records from Tunisia: Takelsa (Cap Bon): May- 1♀ on S. nigrum ; April- 1 ♀ on Conyza canadensis ; Alia (Bizerte): July- 1♀ on C. canadensis.

Biology: Various studies have shown its ability to control F. occidentalis (Rodriguez-Reina et al., 1992), Thrips tabaci (Lindeman) (Hansen, 1988; Bonde, 1989; Dsgaard et al ., 1992) and T. urticae in cucumber (Yuqing and Petitt, 1994). Fan and Petitt (1994) showed that

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Chapitre III- Diversité des Phytoseiidae dans les agrosystèmes agrumicoles tunisiens augmentative releases of N. barkeri provided control of broad mite [ Polyphagotarsonemus latus (Banks)] on peppers.

9. Neoseiulus californicus (McGregor) Typhlodromus californicus McGregor 1954: 89. Amblyseius californicus Schuster and Pritchard 1963: 271. Cydnodromus californicus Athias-Henriot 1977: 62. Amblyseius (Amblyseius ) californicus Ueckermann and Loots 1988: 150; Ehara et al . 1994: 126. Amblyseius (Neoseiulus ) californicus Ehara and Amano 1998: 33. Neoseiulus californicus Moraes et al. 1986: 73; Moraes et al. 2004: 109.

Distribution: Algeria, Argentina, Brazil, Chile, Colombia, Cuba, France, Greece, Guatemala, Italy, Japan, Korea (South), Mexico, Peru, Spain, Taïwan, Uruguay, USA (California) and Venezuela. Previous records from Tunisia: Sousse (Sahel Region): April 2000 on Lycopersicon esculentum in greenhouses; Mateur (North Region): July 2000 on M. domestica ; Chekmo oasis (South): June 2005 on Malva sp.; Hammamet, Mraïssa, Grombalia, Menzel Bou Zelfa (Cap Bon Region): July 2006 on Citrus sp. (lemon, clementine and maltaise).

Additional records from Tunisia: Grombalia (Cap Bon): July- 1♀ on Citrus sp., April- 6♀ on Malva sp.; Takelsa (Cap bon): December, Junuary, February, March and April- 47 ♀ and 16 ♂ on Citrus sp.; May, April- 3♀ on S. nigrum ; July- 1♀ on Fubus sp.; April, May- 73 ♀ and 5♂ on M. annua, August- 1♀ on P. persica; March, April - 76 ♀ and 1 ♂ on Malva sp., May- 1♀ on Cupressus sp.; July- 2♀ and 1 ♂ on Tamarix sp.; July- 1♀ on F. carica ; Alia (Bizerte): August- 1♂ on Citrus sp.; March- 1♀ on N. oleander , July- 8♀ and 1 ♂ on Phaseolus vulgaris ; August- 9♀ and 2 ♂ on S. nigrum ; July- 3♀ and 3 ♂ on A. rhomboidea ; July- 5♀ and 1♂ on C. canadensis ; August- 1♀ and 1 ♂on Salvia officinalis ; August- 6♀ and 1 ♂ on Malva sp.; August- 5♀ and 1 ♂ on A. retroflexus ; July- 6♀ and 1 ♂ on Cupressus sp.; March- 13 ♀ on M. annua ; Morneg (Tunis): April- 1♀ on Citrus sp.; August- 1♀ on Convolvulus sp.; August- 1♀ on Malus sp.; April- 1♀ on U. dioica .

Biology: This is a very widespread species (Moraes et al., 2004). Neoseiulus californicus has characteristics of both specialist and generalist predatory mites (Castagnoli and Simoni, 2003). It prefers to feed on Tetranychidae mites (Escudero et al., 2004, 2005; Greco et al., 2005; Katayama et al., 2006; Fraulo et al., 2008; Gomez et al., 2009), but can also consume other mite species like tarsonemid mites [ Phytonemus pallidus (Banks)] (Easterbrook et al.,

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Chapitre III- Diversité des Phytoseiidae dans les agrosystèmes agrumicoles tunisiens

2001), small insects, such as thrips (Rodriguez et al ., 1992) and even pollen when the primary prey is unavailable (Rhodes and Liburd, 2005).

10. Neoseiulus cucumeris (Oudemans)

Typhlodromus cucumeris Oudemans 1930: 69. Amblyseius cucumeris Athias-Henriot 1957: 336. Typhlodromus (Amblyseius ) cucumeris Chant 1959: 78. Amblyseius (Neoseiulus) cucumeris (Oudemans) De Leon 1965: 23. Neoseiulus cucumeris (Oudemans) Moraes et al. 1986: 76; Chant and McMurtry 2007: 25.

Distribution: Algeria, Armenia, Australia, Austria, Azerbaijan, Belgium, Byelorussia, Canada, Canary Islands, Caucasus Region, Egypt, England, Finland, France, Georgia, Germany, Greece, Hungary, India, Iran, Israel, Italy, Mexico, Moldova, Morocco, Netherlands, New Zealand, Norway, Poland, Russia, Spain, Sweden, Switzerland, Tunisia, Ukraine, USA and West Bank.

Previous records from Tunisia: recorded in several palmeraies in the south of Tunisia on C. dactylon , Sorghum vulgare , Setaria sp., Digitaria communata and Ph. dactilifera.

Additional records from Tunisia: Sidi Thabet (Tunis): June- 6♀ on Elytrigia repens.

Biology: The biological characteristics of this species have been well documented because of its ability to control thrips on various cultivated plants in greenhouses (McMurtry and Croft, 1997; Messelink et al., 2005).

11. Neoseiulus bicaudus (Wainstein)

Amblyseius bicaudus Wainstein 1962a: 146. Typhlodromus bicaudus (Wainstein) Hirshmann 1962a: 250. Neoseiulus bicaudus (Wainstein) Moraes et al . 1986: 72; Chant and McMurtry 2007: 25.

Distribution: Armenia, Azerbaijan, Caucasus region, France, Georgia, Greece, Hungary, Israel, Italy, Kasakhstan, Moldova, Norway, Russia, Spain, Switzerland, Turkey and USA (Washington).

Specimens examined: Takelsa (Cap Bon): July- 1♀ on Cupressus sp.

This is the first record of this species in Tunisia.

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Chapitre III- Diversité des Phytoseiidae dans les agrosystèmes agrumicoles tunisiens

12. Neoseiulus longilaterus Athias-Henriot

Neoseiulus longilaterus Athias-Henriot 1957: 218. Cydnodromus longilaterus Muma 1961: 290.

Distribution: Algeria, Israel.

Specimens examined: Manzel Bouzelfa (Cap Bon): August- 1♀ on Convolvulus sp., Sidi Thabèt (Tunis): 1 ♀ on C. dactylon .

This is the first record of this species in Tunisia.

13. Neoseiulus alpinus Athias-Henriot

Amblyseius obtustus var. alpinus Schweizer 1922: 41. Amblyseius alpinus Schweizer 1949: 79. Typhlodromus (Amblyseius) alpinus (Schweizer) Chant 1959: 105. Typhlodromus (Typhlodromus) alpinus (Schweizer) Westerboer and Bernhard 1963: 651. Amblyseius (Neoseiulus) alpinus (Schweizer) Karg 1993: 189. Neoseiulus alpinus (Schweizer) Evans 1987: 1461; Chant and McMurtry 2007: 25. Neoseiulus aurescens (Athias-Henriot) Tuttle and Muma 1973: 20.

Distribution: Algeria, Australia, Belgium, Cuba, Czech Republic, England, France, Georgia, Russia, Ukraine, Germany, Greece, Hawaii, Hungary, Italy, Jordan, Norway, Poland, Switzerland, Spain, Turkey and USA (Arizona, California, Washington).

Specimens examined : Mjaz el Bab (Béja): May- 1♀ on M. annua ; Takelsa (Cap Bon): 1 ♀ on S. nigrum , 1 ♀ on H. murinum .

This is the first record of this species in Tunisia.

14. Neoseiulus paspalivorus (De Leon)

Typhlodromus paspalivorus De Leon, 1957: 143 Neoseiulus paspalivorus Muma & Denmark, 1971: 110 Amblyseius paspalivorus Schicha, 1981: 210.

Distribution : Guadeloupe, India, Jamaica, Philippines, USA (Florida).

Previous Records in Tunisia: Palmeraie M'Rah Lahouara, on C. dactylon , July 2000.

Additional records from Tunisia: Sidi Thabèt: June 2011- 1♀ on Chenopodium murale.

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Chapitre III- Diversité des Phytoseiidae dans les agrosystèmes agrumicoles tunisiens

Biology. Neoseiulus paspalivorus was found only on coconut and on fruits, in association with A. guerreronis (Moraes et al., 2004). This species is a promising candidate for the biological control of the coconut eriophyid (Lawson-Balagbo et al ., 2008).

15. Phytoseiulus persimilis Athias-Henriot

Phytoseiulus persimilis Athias-Henriot 1957: 347. Phytoseiulus riegeli Dosse 1958: 48. Typhlodromus persimilis Hirschmann 1962: 75. Phytoseiulus (Phytoseiulus) persimilis (Athias-Henriot) Wainstein 1962b: 17. Phytoseiulus tardi (Lombardini) Kennett and Caltagiorne 1968: 571.

Distribution: Algeria, Australia, Canary Islands, Chile, China, Costa Rica, Finland, France, Greece, Guatemala, Hungary, Israel, Italy, Jordan, Lebanon, Lybia, Morocco, New Caledonia, Peru, Reunion Island, South Africa, South Korea, Spain, Tunisia, Turkey, Venezuela and USA (California).

Previous records from Tunisia: Sousse (Sahel region): April 2000 on L. esculentum and Cucumis sativus in greenhouses; Hammamet, Menzel Bouzelfa and Mraïssa (Cap-Bon region): November 1994, October 1995 and July 2001 on Citrus sp. (Thomson, Navel and lemon); Metline (Bizerte region): June 2000 on M. domestica .

Additional records from Tunisia: Grombalia (Cap Bon): February, July, April- 31 ♀ and 2♂ on Citrus sp.; July- 4♀ on Convolvulus sp.; Takelsa (Cap bon): March, April and July- 13 ♀ on Citrus sp.; March, July- 7♀ on S. nigrum ; March- 2♀ and 1 ♂ on M. annua; March, August- 30 ♀ on Malva sp.; July- 1♀ and 1 ♂ on Cupressus sp.; July- 1♀ on Tamarix sp.; July- 1♀ on Ficus carica ; Alia (Bizerte): July- 2♂ on Citrus sp.; July, August- 163 ♀ on Ph. vulgaris ; April, July, August- 101 ♀ and 3 ♂ on S. nigrum ; July- 1♀ on C. canadensis ; July, August- 3♀ on S. officinalis ; July, August- 46 ♀ and 1 ♂ on Malva sp.; March- 147 ♀ on M. annua .

Biology: Phytoseiulus persimilis was first collected in Algeria (Athias-Henriot, 1957). It is known mainly from Mediterranean climates around the world (Takahashi and Chant, 1993). Many studies deal with this specialist predator because of its economic importance, especially in the bio-control of T. urticae Koch in greenhouses all over the world (McMurtry and Croft, 1997).

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Chapitre III- Diversité des Phytoseiidae dans les agrosystèmes agrumicoles tunisiens

Sub-Family Typhlodrominae

16. Paraseiulus talbii Athias-Henriot

Typhlodromus talbii Athias-Henriot 1960b: 75. Paraseiulus subsoleiger Wainstein 1962a: 139. Typhlodromus subsoleiger (Wainstein) Hirshmann 1962: 12. Paraseiulus talbii (Athias-Henriot) Chant and McMurtry 2007: 143.

Distribution: Algeria, Armenia, Azerbaijan, China, Cyprus, Caucasus region, Denmark, Egypt, Finland, France, Georgia, Germany, Greece, Hungary, Israel, Italy, Iran, Kazakhstan, Moldova, Netherlands, Slovakia, Spain, Sweden, Switzerland, Turkey and Ukraine.

Specimens examined : INAT (Tunis): June- 3♀ on Citrus sp.; Takelsa (Cap Bon): July- 1♀ on F. carica, August- 1♀ on P. persica ; Alia (Bizerte): June- 2♀ and 1 ♂ on Citrus sp. , May- 2♀ on Cupressus sp.

This is the first record of this species in Tunisia.

17. Typhlodromus (Anthoseius ) athenas Swirski and Ragusa

Typhlodromus (Anthoseius ) athenas Swirski and Ragusa 1976: 111.

Distribution: Greece, Israel, Italy, Morocco.

Previous records from Tunisia: Gafsa: March 2004 and March 2007 on O. europea ; Segdoud: November 2005, October 2006 and October 2007 on Ph. dactylifera ; April 2006 on S. melongena (Kreiter et al. 2010).

Additional records from Tunisia: Takelsa (Cap Bon): July- 17 ♀ on Cupressus sp.; INAT (Tunis): June- 11 ♀ and 2 ♂ on Citrus sp.; Testour (Béja): May- 2♀ on P. granatum; Hammamet (Cap Bon): July- 1♀ on Cupressus sp.

18. Typhlodromus (Anthoseius ) foenilis Oudemans

Typhlodromus foenilis Oudemans 1930: 70; senior synonym of Typhlodromus cryptus Athias- Henriot 1960b: 89. Anthoseius (Amblydromellus) foenilis (Oudemans) Andre 1986: 111. Amblydromella foenilis (Oudemans) Moraes et al. 1986: 173. Anthoseius foenilis (Oudemans) Evans and Edland 1998: 41-62. Amblydromella (Aphanoseia) foenilis (Oudemans) Denmark and Welbourn 2002: 308. Typhlodromus (Anthoseius ) foenilis (Oudemans) Moraes et al. 2004: 323; Chant and McMurtry 2007: 152.

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Chapitre III- Diversité des Phytoseiidae dans les agrosystèmes agrumicoles tunisiens

Distribution: Azerbaijan, Belgium, Canada, England, France, Greece, Ireland, Israel, Italy and Norway. Previous records from Tunisia: Degache: May 2005 on P. granatum ; Cap Bon: June 2005 on Citrus sp.

Additional records from Tunisia: Takelsa (Cap Bon): July and August- 27 ♀ on Cupressus sp.; August- 3♀ on Tamarix sp.; June- 1 ♀ on H. murinum ; INAT (Tunis): June- 2♀ and 2 ♂ on Citrus sp.; Bouargoub (Cap Bon): April- 1♀ on A. rhomboidea; July- 3♀ and 2 ♂ on Cupressus sp. Alia (Bizerte): June and July- 39 ♀ and 9 ♂ on Cupressus sp.; March- 2♀ on N.oleander.

19. Typhlodromus (Anthoseius ) rhenanoides Athias-Henriot

Typhlodromus rhenanoides Athias-Henriot 1960b: 85. Neoseiulus rhenanoides (Athias-Henriot) Schuster and Pritchard 1963: 205. Anthoseius rhenanoides (Athias-Henriot) Charlet and McMurtry 1977: 186. Amblydromella rhenanoides (Athias-Henriot) Moraes et al. 1986: 174. Typhlodromus (Anthoseius ) rhenanoides (Athias-Henriot) Chant and McMurtry 2007: 155.

Distribution: Algeria, Canary Islands, France, Hawaii, Italy, Les Saintes, Morocco, Spain and USA (California).

Previous records from Tunisia: Cap Bon region- November 1994 and October 1995 on Citrus sp.; Chekmo oasis (South): June 2005 on Tamarix sp.

Additional records from Tunisia: Takelsa (Cap Bon): October, December, Fubruary and July- 9♀ and 3 ♂ on Citrus sp.; July, August- 71 ♀ and 15 ♂ on Cupressus sp.; August- 8♀ on Tamarix sp.; August- 3♀ on Malva sp.; June- 4♀ on S. nigrum., August- 7♀ on Fubus sp. ; March- 3♀ and 2 ♂ on M. annua; March- 1♀ on A. rhomboidea ; Morneg (Tunis): April- 1♀ on H. helix ; April- 1♀ on U. dioica ; April- 10 ♀ and 1 ♂ on Chenopodium murale ; August- 4♀ on Cupressus sp.; Hammamet (Cap Bon): July- 7♀ on Cupressus sp .; Alia (Bizerte): March, April, August- 26 ♀ and 6 ♂ on Citrus sp.; April, June- 1♀ and 3 ♂ on A. rhomboidea; July, August- 43 ♀ on Cupressus sp .; June- 9 ♀ on Malva sp.; March- 3♀ on M. annua; August- 1♀on C. canadensis ; August- 4♀ on A. retroflexus.

20. Typhlodromus (Anthoseius) recki Wainstein

Typhlodromus recki Wainstein 1958: 203. Typhlodromus (Typhlodromus ) recki Wainstein; Chant 1959: 62.

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Chapitre III- Diversité des Phytoseiidae dans les agrosystèmes agrumicoles tunisiens

Typhlodromella recki (Wainstein) Muma 1961: 299. Typhlodromus (Neoseiulus ) recki (Wainstein) Ehara 1966: 18. Anthoseius (Amblydromellus ) recki (Wainstein) Kolodochka 1980: 39. Typhlodromus (Anthoseius ) recki (Wainstein) Moraes et al. 2004: 344; Chant and McMurtry 2007: 155.

Distribution: Algeria, Armenia, Azerbaijan, Cyprus, Caucasus region, France, Georgia, Greece, Hungary, Israel, Italy, Kazakhstan, Lebanon, Moldova, Russia, Turkey and Ukraine.

Previous records from Tunisia: several vineyards in Cap Bon region, V. vinifera , July 1995.

Additional records from Tunisia: Alia (Bizerte): March- 6♀ on C. canadensis .

21. Typhlodromus (Anthoseius) pegazzani Ragusa and Swirski

Typhlodromus pegazzani Ragusa and Swirski 1978: 218. Anthoseius pegazzani (Ragusa and Swirski) Rivany and Swirski 1980: 177. Amblydromella pegazzani (Ragusa and Swirski) Moraes et al . 1986: 169. Typhlodromus (Anthoseius ) pegazzani (Ragusa and Swirski) Chant and McMurtry 2007: 155.

Distribution: Greece and Italy.

Specimens examined: Sidi Thabet (Tunis): June- 5♀ and 4 ♂ on Citrus sp. (traps); Mornag (Tunis): June- 1♀ Citrus sp. (traps).

This is the first record of this species in Tunisia.

22. Typhlodromus (Anthoseius ) yasminae Faraji

Typhlodromus (Anthoseius ) yasminae Faraji 2008: 106

Distribution: This species was recently described in Spain (Baldomar) in V. vinifera . Nothing is known on its biology. Specimens examined: Takelsa (Cap Bon): April, May, June- 32 ♀ and 2 ♂ on Cupressus sp., August- 1♀ on Tamarix sp., May- 2♀ on Citrus sp .; Nianou (Cap Bon): May- 1♀ and 2 ♂ on Cupressus sp.; Alia (Bizerte): June, July and August- 11 ♀ and 1 ♂ on Cupressus sp.; Morneg (Tunis): August- 1♀ on Cupressus sp.

This is the first record of this species in Tunisia.

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Chapitre III- Diversité des Phytoseiidae dans les agrosystèmes agrumicoles tunisiens

23. Typhlodromus (Typhlodromus) exhilaratus Ragusa

Typhlodromus exhilaratus Ragusa 1977: 380. Typhlodromus exhilaratus exhilaratus (Ragusa) Chant and Yoshida-Shaul 1987: 1795. Typhlodromus exhilaratus americanus (Ragusa) Chant and Yoshida-Shaul 1987: 1795. Typhlodromus (Typhlodromus ) exhilaratus (Ragusa) Mores et al. 2004: 371; Chant and McMurtry 2007: 157.

Typhlodromus exhilaratus has been considered as a synonym of T. tiliae Oudemans by Denmark (1992).

Distribution: Cyprus, France, Greece, Israel, Italy, Morocco and USA.

Previous records from Tunisia: Sousse (Sahel region): July 2000 on M. domestica ; (Cap Bon region): May 2006 on Citrus sp. (maltaise, Thomson and lemon); Gafsa (South): March 2007 on O. Europea .

Additional records from Tunisia: Takelsa (Cap Bon): July- 5♀ on Malva sp .

Biology: Typhlodromus exhilaratus was reported as type III predators (generalist predators, able to develop without prey) (McMurtry and Croft, 1997), its food range includes Tetranychidae, Eriophyidae and pollen (Ragusa, 1979, 1981). Its intrinsic population growth rate ( rm ) is higher on Eotetranychus carpini (Oudemans) and pollen than on P. ulmi (Castagnoli and Liguori, 1986; Castagnoli et al., 1989).

24. Typhlodromus (Typhlodromus) phialatus Athias-Henriot

Typhlodromus phialatus Athias-Henriot 1960b: 100. Typhlodromus (Typhlodromus ) phialatus Athias-Henriot; Moraes et al. 2004: 366; Chant and McMurtry 2007: 157.

Distribution: Algeria, Cyprus France, Germany, Hungary, Israel, Italy, Jordan, Moldova, Morocco, Norway, Russia, Spain and Ukraine. Previous Records from Tunisia: Cap Bon region- June 1994 on Citrus sp., July 1995 in several vineyards, on V. vinifera ; September 2006 on Citrus sp.; Monastir (Sahel region): November 1994 on Citrus sp.; Slimane (Cap Bon region) and Sousse (Sahel region): July 2000 on M. domestica .

Additional records from Tunisia: Takelsa (Cap Bon): December, May, June, July- 7♀ on Citrus sp.; July, August- 5♀ and 1 ♂ on Cupressus sp.; July, August- 4♀ on Tamarix sp.; March, April- 22 ♀ on A. rhomboidea ; March, April- 4♀ on Malva sp.; April- 2♀ and 1 ♂ on

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Chapitre III- Diversité des Phytoseiidae dans les agrosystèmes agrumicoles tunisiens

E. repens ; April- 2♀ on M. annua ; June, July - 15 ♀ on H. murinum ; June, August- 7♀ on S. nigrum . Bouargoub (Cap Bon): February, July- 2♀ on Citrus sp.; April- 4♀ and 1 ♂ on A. rhomboidea. Alia (Bizerte): July- 1♀ on Cupressus sp.; March- 2♀ on A.rhomboidea; May- 1♀ on S. nigrum . Boussalem (Jandouba): March, June- 19 ♀ and 1 ♂ on Cupressus sp.; March - 1♀ on M. annua ; June- 1♀ on A. retroflexus ; Testour (Béja): May- 6♀ on Malus sp.; May- 2♀ on Citrus sp. Sidi Thabèt (Tunis): March- 2♀ on Citrus sp. Morneg (Tunis): August- 2♀ on Malus sp. INAT (Tunis): June- 3♀ on Citrus sp.

Biology: This species is known to feed on red spider mites and to consume pollen (Ferragut et al., 1987, 1992).

25. Typhlodromus (Typhlodromus) setubali Dosse

Typhlodromus (Typhlodromus) setubali Dosse 1961: 313.

Distribution: Germany, Israel, Jordan, Morocco and Spain.

Specimens examined: INAT (Tunis): June- 2♀ on Citrus sp.

This is the first record of this species in Tunisia.

26. Typhlodromus (Typhlodromus) ernesti Raguza and Swirski

Typhlodromus (Typhlodromus) ernesti Raguza and Swirski 1978: 211 Typhlodromus ernesti postici Karg 1989: 275

Distribution : Israel, Norway, Russia (Moscow), Sweden.

Specimens examined: Sidi Thabèt: June 2011- 1♀ on Citrus sp. (traps).

This is the first record of this species in Tunisia.

Key to the species of Phytoseiid mites of Tunisia

Thirty eight species belonging to 17 genera are known from Tunisia. Among them, 18 species were identified on citrus trees. In order to facilitate the identification of the Phytoseiidae species reported from Tunisia until now, a dichotomous key comprising these 38 species of Phytoseiidae is provided below.

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Chapitre III- Diversité des Phytoseiidae dans les agrosystèmes agrumicoles tunisiens

1. Podonotal region of the dorsal shield (anterior to setae R1) of the female with 5 or 6 pairs of “lateral” setae j3, z2, z4 and s4 always present and z3 and/or s6 present 2 1’. Podonotal region of the dorsal shield (anterior to setae R1) of the female with 4 pairs of “lateral” setae j3, z2, z4 and s4 present, z3 and s6 absent Amblyseiinae: 3 2 (1) Posterior “lateral” setae Z1, S2, S4 and S5 absent. Setae r3 usually inserted on the dorsal shield Phytoseiinae: Phytoseius finitimus 2’ (1) At least one of setae Z1, S2, S4 and S5 present. Setae r3 usually inserted on the interscutal soft cuticule (rarely on the shield) Typhlodominae: 22 3 (1’) Sternal shield with median posterior projection, some forward “migration” of preanal setae ZV2 and/or JV2 4 3’ (1’) Sternal shield without posterior projection, without forward “migration” of preanal setae ZV2 and/or JV2 7 4 (3) Heavily sclerotized and brown body with separate anal shield and subrectangular ventral shield Iphiseius degenerans 4’ (3) Lightly sclerotised and ventrianal shield entire Euseius: 5 5 (4’) Cervix of spermatheca thin, long and sinuous (43 µm). Macrosetae of the baistarsus of the leg IV long (77 µm) Peritreme short, extending to level of z4 or between z2 and z4 Euseius scutalis 5’(4’) Cervix of the spermatheca tubular and not sinuous (20-25 µm). Macrosetae of the baistarsus of the leg IV shorter (50-60 µm). Peritreme long, extending to level of j3 or between j3 and z2 6 6 (5’) Cervix of the spermatheca not vase-shape (side walls of the calyx parallel), atrium globular. Dorsum slightly reticulated Euseius stipulatus 6’ (5’) Cervix of spermatheca vase-shaped (side walls of the calyx not parallel) Dorsum more strongly reticulated Euseius gallicus 7 (3’) Setae S4 absent 8 7’ (3’) Setae S4 present 9 8 (7) Setae J2, S2 absent, female ventrianal shield reduced, setae j6 very long: 2-3 times longer than distance between their bases, female ventrianal shield with 1 pair of preanal setae. Phytoseiulus persimilis 8’ (7) Setae J2, S2 present, female ventrianal shield elongated with three preanal setae, setae j6 not long Kampidromus aberrans 9 (7’) Z2 present, ventrianal shield reduced Typhloseiella isotricha 9’ (7’) Z2 absent 10

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Chapitre III- Diversité des Phytoseiidae dans les agrosystèmes agrumicoles tunisiens

10 (9’) Macrosetae usually present only on leg IV (rarely missing on this leg) but sometimes also on leg III. Lateral dorsal setae except Z5 usually subequal. J2, Z1, S2, S4 and S5 always present 11 10’ (9’) Macrosetae usually present on legs II, III and IV, and sometimes also on leg I. Lateral dorsal setae often of quite different lengths. J2, Z1, S2, S4 or S5 may be missing. Dorsal shield smooth and sclerotized 19 11 (10) Female ventrianal shield reduced and/or markedly wider at anus level, with a marked waist. Movable and fixed cheliceral digits with 1 and 1-3 distal teeth, respectively Paragigagnathus tamaricis 11’ (10) Female ventrianal shield not reduced and/or markedly wider at anus level, without a marked waist. Movable and fixed cheliceral digits with a larger number of teeth not confined to apical region Neoseiulus: 12 12 (11’) Spermatheca with atrium forked for at least half its length at juncture with major duct, or atrium appearing thick-walled, vacuolated 13 12’ (11’) Spermatheca with atrium not deeply forked at juncture with major duct, nor appearing thick-walled, vacuolated 14 13 (12) 4 pairs of solenostomes on the dorsal shield Neoseiulus barkeri 13’ (12) 7 pairs of solenostomes on the dorsal shield Neoseiulus alpinus 14 (12’) Female ventrianal shield large, square or rectangular, rounded posteriorly. Dorsal shield with marked “shoulder” at level of seta r3, Z5 serrated 15 14’ (12’) Female ventrianal shield pentagonal or with lateral margins slightly rounded. Dorsal shield without marked “shoulder” at level of seta r3 16 15 (14) Leg IV without macrosetae Neoseiulus mumai 15’ (14) Setaceous macroseta on basitarsus IV Neoseiulus paspalivorus 16 (14’) Spermatheca bell-shaped 17 16’ (14’) Cervix of the spermatheca cup-shaped and short 18 17 (16) Ventrianal shield with preanal pores, Five pairs of prominent crateriform solenostomes on the dorsal shield Neoseiulus cucumeris 17’ (16) Ventrianal shield without preanal pores, six pairs of solenostomes Neoseiulus longilaterus 18 (16’) Ventrianal shield with large prominent crescentic preanal pores close to the central part. Setae Z4 longer than S4, J2 longer than S5 Neoseiulus californicus

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18’ (16’) Ventrianal shield with small slightly crescent preanal pores, setae Z4 shorter than S5 Neoseiulus bicaudus 19 (10’) J2 present; leg IV usually whith 3 strong macrosetae, setae z2 and z4 usually short; setae j5, S2 and S4 present; setae J2, S5 and Z1 present/absent 20 19’ (10’) J2 absent; legs II-IV with/without macrosetae, setae z2 and/or z4 often longer, setae j5 present Proprioseiopsis bordjelaini 20 (19) Spermatheca with atrium bifurcate/vacuolated at juncture with major duct. Male spermatophoral process T-shaped, with both heel and toe elongate, approximately suequal Graminaseius graminis 20’ (19) Spermateca with atrium not bifurcate/vacuolated at the juncture with major duct Amblyseius: 21 21 (20’) Fixed digit of chelicerae with more than 7 teeth, spermatheca short cup-shaped with long tubular calyx having annulated stalk Amblyseius obtusus 21’ (20’) Fixed digit of chelicerae with less than 5 teeth, movable digit without tooth, spermatheca with saccular cervix and c-shaped atrium Amblyseius meridionalis 22 (2’) Setae z6 present, ventrianal shield sole-shaped, with 2 pairs of preanal setae, Setae Z1 and JV2 absent and setae R1 present Paraseiulus : 23 22’ (2’) Setae z6 absent 24 23 (22) Seta Z3 present Paraseiulus talbii 23’ (22) Seta Z3 absent, one pair of solenostomes on dorsal shield Paraseiulus soleiger 24 (22’) Both S4 and JV4 present 25 24’ (22’) Both setae S4 and JV4 absent Africoseiulella flechtmanni 25 (24) Setae Z1 absent Typhlodromus: 26 25’ (24) Setae Z1 present, Seta on dorsal shield slender, setiform, peritreme punctuate, 3 or 4 pairs of preanal setae Neoseiulella: 37 26 (25) Setae S5 present Typhlodromus (Anthoseius ): 27 26’ (25) Setae S5 absent Typhlodromus (Typhlodromus ): 34 27 (26) Presence of 3 pairs (gd2, gd6, gd9) of solenostomes on a strongly reticulated dorsal shield Typhlodromus (Anthoseius ) recki 27’ (26) Presence of more than 3 pairs of solenostomes on a less reticulate dorsal shield 28 28 (27’) Ventrianal shield without preanal solenostome 29 28’ (27’) Ventrianal shield with preanal solenostomes 31 29 (28) Dorsal shield with 5 pairs of solenostomes 30

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29’ (28) Dorsal shield with 4 pairs of solenostomes, Spermatheca with a globulous atrium, sometimes with a thick neck between it and cervix. Ventrianal shield elongate and not pentagonal Typhlodromus (Anthoseius ) kazachstanicus 30 (29) Movable digit of chelicerae with 2 teeth, spermatheca with cylindrical calyx, ventrianal shield pentagonal in outline and with inconspicuous ornamentation Typhlodromus (Anthoseius ) foenilis 30’ (29) Movable digit of chelicerae with 1 tooth, spermatheca without a neck between atrium and cervix and a long cylindrical major duct. Ventrianal shield subpentagonal and large Typhlodromus (Anthoseius ) athenas 31 (28’) Leg IV with a long knobbed macroseta on tarsus 32 31’ (28’) Leg IV with macroseta, not knobbed on tarsus 33 32 (30) Spermatheca with calyx elongate and tubular Typhlodromus (Anthoseius ) rhenanoides 32’ (30) Spermatheca with calyx cup-shaped and with c-shaped atrium on a short stalk Typhlodromus (Anthoseius ) yasminae 33 (30’) Macroseta of leg IV short, less than 30 µm Typhlodromus (Anthoseius ) rhenanus 33’ (30’) Macroseta of leg IV long, 56 (54-60) µm Typhlodromus (Anthoseius ) pegazzani

34 (26’) Peritreme extending to about the level of z2. Six setae on the the genu II Typhlodromus (Typhlodromus ) setubali 34’ (26’) Peritreme extending to about the level between J1 and j3. Seven setae on the the genu II 35 35 (34’) Basitarsus IV with macroseta having blint tip Typhlodromus (Typhlodromus ) ernesti 35’ (34’). Basitarsus IV with macroseta having bulbous tip 36 36 (35’) Calix of the spermatheca squared basally, with a short neck Typhlodromus (Typhlodromus ) exhilaratus 36’ (35’) Calix of the spermatheca rounded basally, without neck Typhlodromus (Typhlodromus ) phialatus 37 (25’). Four large and one small solenostomes on the dorsal shield (gd1, gd2, gd6, gd8, gd9). Ventrianal shield not reduced, with 4 pairs of preanal setae and without pores. Dorsal setae mostly slender and almost of the same medium size. Peritreme short, extending anteriorly between z3 and z4. Cervix of spermatheca saccular. Leg IV without macroseta Neoseiulella tiliarum

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37' (25’) Six small round solenostomes on the dorsal shield (gd1, gd2, gd5, gd6, gd8, gd9). Ventrianal shield reduced, with 4 pairs of preanal setae and without solenostome. Dorsal setae also slender, but short and not of the same size. Peritreme long, extending anteriorly to z2. Cervix of spermatheca saccular. Leg IV with a macroseta on basitarsus Neoseiulella perforata

Discussion and conclusion

Twenty-seven species were known from Tunisia until now (Kreiter et al., 2010), including one new genus and one new species to science found in the South of Tunisia. In this study, twenty six species belonging to 10 genera were found, eleven of them being new for the Tunisian fauna. Among these species, six were found on citrus trees: Typhlodromus (Typhlodromus ) setubali, Typhlodromus (Typhlodromus ) ernesti, Typhlodromus (Anthoseius ) pegazzani, Typhlodromus (Anthoseius ) yasminae, Proprioseiopsis bordjelaini and Paraseiulus talbii . Only one of these six species ( Paraseiulus talbii) was found in two samples and two different regions (Bizerte and Cap Bon), the other species were found only once (one or two individuals per species) (Table 2).

These latter species seem thus to be rare on citrus trees. Two of the 10 newly reported species were also found on Cupressus sp. (conifer planted usually around orchards to break winds) and Tamarix sp.: Neoseiulus bicaudus and Typhlodromus (Anthoseius ) yasminae . Three others were also found on weeds: Neoseiulus longilaterus , Neoseiulus alpinus, Amblyseius obtusus and Amblyseius meridionalis; all of them being rare.

Only one of the new reported species was present in many samples and several regions (Bizerte, Tunis and Cap Bon), Typhlodromus (Anthoseius ) yasminae , but almost on the same plants: Cupressus sp. and Tamarix sp. (on Citrus sp. in only one sample). These new recorded species were found in Cap bon region, north region (Bizerte), North West (Beja) and in Tunis (Ariana, Sidi Thabet, Morneg and Boumhal) (Table 2). Even the number of citrus plots sampled in the Cap bon region (23 plots) was higher than of Tunis (8 plots) and Bizerte (6 plots), the global diversity of Phytoseiidae in these three regions is similar (Figure 2).

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Chapitre III- Diversité des Phytoseiidae dans les agrosystèmes agrumicoles tunisiens

Figure 2 . Number of species collected by region on citrus trees, weeds and conifers

Euseius stipulatus was the most abundant species on citrus trees (82 %) followed by P. persimilis, N. californicus, A. rhenanoides and T. phialatus which only represented respectively 4 %, 5 %, 3 % and 1 % of the phytoseiids collected from citrus trees. These most abundant phytoseiid species could be helplful in biological pest management programs. Since these most important species are also present in weeds, it is important to know which weed plants are favorable to these phytoseiid species. Additional studies are required to determine the factors that affect the diversity but also the abundance of preys and predators.

Acknowledgements: We thank the direction and all the staff of CTA (Centre Technique des Agrumes) in Tunisia for their important help given during the surveys.

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4. CONCLUSION

Cette étude a permis d’identifier vingt-six espèces, appartenant à dix genres, trouvées dans les vergers d’agrumes tunisiens, parmi lesquelles onze sont nouvelles pour la faune tunisienne. Parmi ces espèces, six ont été trouvées sur les agrumes : Typhlodromus (Typhlodromus ) setubali, Typhlodromus (Typhlodromus ) ernesti, Typhlodromus (Anthoseius ) pegazzani, Typhlodromus (Anthoseius ) yasminae , Proprioseiopsis bordjelaini et Paraseiulus talbii.

Euseius stipulatus était l’espèce la plus abondante sur les arbres, suivie par P. persimilis, N. californicus, T. (A.) rhenanoides et T. (T. ) phialatus. Ces espèces ont également été les plus abondantes sur les plantes adventices, ce qui laisse penser que des échanges de Phytoseiidae existeraient entre les adventices et les arbres. Cependant, cette étude ne permet pas de conclure sur ce processus d’échanges. D’autres travaux sont donc nécessaires pour tester l’hypothèse d’une dispersion des herbes du sol vers les arbres et vice versa et pour déterminer quels sont les facteurs qui pourraient affecter la diversité et l’abondance des Phytoseiidae dans ces vergers. Pour cela, une analyse des données récoltées à partir de ces parcelles a été réalisée et les résultats sont présentés dans le chapitre 4 ci-après.

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CHAPITRE IV

ETUDE DE L’EFFET DES PRATIQUES AGRICOLES SUR LES PHYTOSEIIDAE DANS LES VERGERS AGRUMICOLES TUNISIENS

1. LES COMMUNAUTES D’ACARIENS ET LES PRATIQUES CULTURALES DANS 41 VERGERS D’AGRUMES TUNISIENS

1.1 Introduction

L’objectif de ce travail était de caractériser les incidences des pratiques agricoles appliquées par les agrumiculteurs sur les communautés de Phytoseiidae (densité et diversité). Les données issues d’une enquête réalisée auprès des agriculteurs (sur les pratiques culturales appliquées) et les densités et diversité d’acariens observées ont été analysées durant la période allant du septembre 2009 à août 2010. Les données comprennent : (i) les caractéristiques agronomiques des 41 parcelles de citrus choisies dans les régions les plus productrices d’agrumes en Tunisie et (ii) des données sur la densité et la diversité des Phytoseiidae qui y ont été collectées. Les densités des Tetranychidae au niveau des arbres et des adventices ont également été considérées. Les échantillonnages ont été réalisés sur les citrus et sur les adventices associés. Les enquêtes auprès des producteurs ont permis de collecter des informations sur le mode de désherbage utilisé (chimique, mécanique, sans désherbage), l’existence ou non d’une culture intercalaire, l’âge de la plantation, le mode d’irrigation, le nombre d’applications par année d’insecticides, fongicides, herbicides et le nombre total des pesticides appliqués.

Des analyses multifactorielles ont été réalisées afin de déterminer si ces facteurs culturaux affectaient la densité et la diversité des Phytoseiidae, ainsi que la densité des Tetranychidae sur les arbres et les adventices.

Les résultats de ces travaux figurent dans les articles 2 et 3 qui font suite à cette partie.

1.2 Article 2

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Article 2- Agricultural practices influencing diversity and abundance of Phytoseiidae (Acari: Mesostigmata) in Tunisian citrus orchards (Experimental and Applied Acarology, soumis)

Authors: Hajer Sahraoui 1,2* , Marie-Stéphane Tixier 2, Kaouthar Lebdi Grissa 1, Serge Kreiter 2

1- Institut National Agronomique de Tunisie, Laboratoire de protection des plantes. 43, Avenue Charles Nicolle 1082 -Tunis- Mahrajène, Tunisie 2- Montpellier SupAgro, Unité Mixte de Recherche CBGP (INRA/ IRD/ CIRAD/ SupAgro), Campus International de Baillarguet, CS 30 016, 34988 Montferrier-sur-Lez cedex, France

* Corresponding author to whom correspondence should be sent: [email protected]

Abstract

This study aims to determine the effect of some agricultural practices on the density and diversity of phytoseiid and tetranychid mites on citrus trees and associated wild ground cover. The surveys were carried out in forty-one citrus orchards located in the main citrus growing regions of Tunisia during a year. Samples were taken from citrus trees, and weeds. Data on agricultural practices were obtained from the producers. The database constituted contained information on spraying programs, weeding managements, ages of trees, cultivars, irrigation system and inter-cropping practices. The multifactorial analyses applied showed that none of these factors affected Phytoseiidae diversity and density except weeding managements, and insecticide sprayings. The lowest densities and diversities of phytoseiid mites were found in orchards with herbicide use. Tetranychidae densities on citrus trees were lower also when herbicides were applied. A negative correlation was found between the densities of Phytoseiidae and the number of pesticide sprayings. These preliminary results open new insights for crop management and biological control; however further experiments in additional citrus orchards and other farming strategies have to be conducted to confirm these observations.

Keywords: citrus; Phytoseiidae; diversity; abundance; weeds; pesticides

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Introduction

Phytophagous mites are important pests in Tunisian citrus orchards causing serious damages especially in Clementine and Lemon groups (Grissa and Khoufi 2012). Traditionally, control of phytophagous mites in citrus is carried out using acaricide applications. However, the use of chemicals presents several problems, including their toxic effect on the main natural enemies of phytophagous mites, species of the family Phytoseiidae (Acari: Mesostigmata) (McMurtry and Croft 1997; Bonafos et al. 2008; Nadimi et al. 2008; Kaplan 2012). It is thus important to think about other ways to control these pests, ensuring the presence and the development of their natural enemies.

The majority of the species of the family Phytoseiidae are generalist predators, able to feed on phytophagous mites and insects, but also on a wide variety of food, as pollen, nectar, fungi … (Castagnoli and Simoni 1990; McMurtry 1992; Duso et al. 1997; Addison et al. 2000; Broufas and Koveos 2000; Madinelli et al. 2002; Duso et al. 2003; Villanueva and Childers 2004: Bouras and Papadoulis 2005). They can be present in crops even when their favorite preys are absent, if perturbations and especially toxic pesticide applications are low. Furthermore, in addition to pesticide applications, the development of Phytoseiidae community can be affected by other agricultural practices.

Indeed, species diversity and abundance of phytoseiid mite in crops are reported to be mainly determined by climate (Arlunno 1990; Duso and Pasqualetto 1991) and stability of habitats and food resources (McMurtry and Croft 1997). Croft et al. (1990) analyzed the effect of nine factors suspected to affect the abundance of Galendromus (Galendromus ) occidentalis (Nesbitt) and Typhlodromus (Typhlodromus ) pyri Scheuten in apple orchards of Oregon. They found that the vegetation surrounding the trees and the use of pesticides were the most important factors. In a same way, several studies have shown that the presence of phytoseiids is greatly determined by the type of pest control strategy used (Arlunno et al. 1990; Childers et al . 2001; Chen et al. 2003; Hardman et al. 2006; Meyer et al. 2009). For instance, irrational use of insecticides, acaricides and fungicides had a negative effect on the abundance of phytoseiid mites in Italian and French vineyards (Arlunno et al. 1990; Kreiter et al. 2000). However, the majority of knowledge on the effect of agricultural practices on Phytoseiidae communities concerns pesticide applications.

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A few studies have recently dealt with the effect of weeding strategies, showing that the use of herbicides in inter-rows has direct and/or indirect detrimental effects on Phytoseiidae (Rock and Yeargan 1973; Hilsop and Prokopy 1981; Kreiter et al. 1991; Kreiter et al. 1993) and Tetranychidae (Flexner et al. 1991; Alston 1994; Hardman et al. 2005, 2011). Other studies showed that use of some plants as ground cover (Mailloux et al. 2010; Aguilar- Fenollosa et al. 2011) enhanced the diversity of Phytoseiidae in citrus orchards.

The effects of other agricultural practices were poorly reported. The objective of the present study is thus to assess the impact of agricultural practices on phytoseiid and tetranychid mites in 40 citrus orchards of the most important productive regions of Tunisia.

Material and Methods

The citrus orchards sampled A survey of phytoseiid mites was carried out from September 2009 to August 2011, in 41 citrus orchards in the most important productive regions of Tunisia: nineteen orchards are situated in Cap Bon (which is the most important region for citrus production representing 75 % of the total citrus surface), eight in Tunis (Mornag, Sidi Thabet and Ariana), five in Bizerte, seven in the North West (Béja and Jandouba), one orchard in Sousse and one orchard in Kairouan (Fig. 1).

Figure 1. Geographical distribution of the sampled citrus orchards in Tunisia.

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The agricultural practices

Twelve agricultural practices were investigated for each producer and plot considered: weed management strategy (herbicide use, mechanical weeding, without weeding), citrus cultivar or species, mono- or poly-culture (existence or not of an intercropping culture), irrigation system (dropping or channels system), densities of plantation, age of the citrus trees and number of fungicides, insecticides and herbicides applied. In addition, the locality of the orchard and the sampling date were also noted and included in the database containing the latter information. The data collected are presented in the table 1.

In order to be analyzed, the twelve former agricultural factors were classified into categories as follows

• The locality : 1 - Cap Bon, 2 - North (Bizerte), 3 - Sahel (Sousse), 4 - Center (Kairouan), 5 - North West (Jandouba, Beja), 6 - Tunis (Morneg, Ariana, Bni khalled) • The sampling date : 1 November, December, January, February (High rain rate, low temperatures); 2 - March, April, May, June; 3 - July, August, September, October (High temperatures, low relative humidity) • The weed management modality : 1 - Herbicide; 2 - mechanical weeding; 3 - without weeding • The density of plantation : 1 – 3 x 3 m; 2 – 3 x 4 m; 3 – 4 x 4 m • The irrigation system : 1 - dropping system; 2 - channels system • The age of citrus trees : 1 – young trees < 5 years; 2 – medium young trees 5 to 10 years; 3 – medium old trees 10 to 15 years; 4 old trees > 15 years • The inter-cropping: 1 - without intercropping; 2 - with intercropping • The citrus species: 1 - Lemon; 2 - Clementine; 3 - Orange; 4 - mix of species • The number of pesticide sprays for each category fungicides, insecticides and herbicides and the total number of pesticide sprays.

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Table 1 : Matrix presenting the variables studied [A-Locality, B-sampling date, C-weeding modality, D-variety, E-intercropping, F-irrigation system, G-density of plantation, H-age, I-number of fungicide, J- number of insecticide, K-number of herbicide, L-total number of pesticides] and mite density groups [M-class of Tetranychidae on weeds, N-class of Tetranychidae on citrus, O-class of Phytoseiidae on citrus, P- class of Phytoseiidae on weeds, Q-phytoseiid species total, R-species on citrus, S-species on weeds

Ref erence A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S CB1 1 3 1 1 1 1 2 4 0 5 1 6 1 1 2 2 3 2 2 CB2 1 3 1 1 1 1 2 2 1 5 2 10 1 1 1 1 0 0 0 TU1 6 1 1 4 1 1 2 2 2 5 2 11 1 1 2 1 1 1 0 CB3 1 1 2 4 1 1 2 2 0 3 0 3 1 3 2 1 2 2 0 CB4 1 1 1 3 1 1 2 2 0 3 1 4 1 1 2 1 1 1 0 TU2 6 1 1 4 1 1 3 2 0 3 1 4 1 1 2 2 1 1 1 CB5 1 1 2 4 1 1 1 3 1 1 0 2 3 1 1 1 0 0 0 CB6 1 1 1 4 1 1 2 2 2 1 1 4 2 2 3 1 2 2 0 CB7 1 1 1 4 1 2 2 3 0 1 1 2 2 1 2 1 3 3 0 CB8 1 1 2 4 1 2 2 3 0 1 0 1 1 2 1 2 2 0 2 CB9 1 1 2 4 1 1 3 3 0 1 0 1 1 1 3 1 2 2 0 CB10 1 2 2 3 1 2 2 3 0 2 0 2 1 2 3 2 2 1 2 CB11 1 2 1 4 1 2 2 3 0 1 1 2 1 1 2 2 1 1 1 TU3 6 2 2 2 1 2 3 3 0 4 0 4 1 1 3 1 4 4 0 BZ1 2 2 3 3 1 1 3 3 0 1 0 1 3 1 3 3 6 4 6 TU4 6 2 2 2 1 2 3 4 0 0 0 0 1 1 2 1 7 7 0 JN1 5 2 1 4 1 1 3 2 1 4 1 6 2 1 1 1 0 0 0 CB12 1 2 1 3 1 2 2 2 1 4 1 6 1 1 2 1 1 1 0 JN2 5 2 1 4 1 1 2 1 0 4 1 5 1 1 1 1 0 0 0 JN3 5 2 1 4 1 1 2 1 0 3 1 4 1 1 1 1 1 0 0 JN4 5 2 3 4 1 1 2 2 0 3 0 4 3 1 1 1 1 0 0 SS1 3 2 2 4 1 1 3 4 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 TU5 6 3 1 4 2 1 2 2 1 5 1 7 2 1 1 1 2 0 0 KR1 4 2 1 4 1 1 3 2 2 5 1 8 2 1 1 1 0 0 0 CB13 1 2 2 2 1 2 2 3 0 2 0 2 1 1 1 1 0 0 0 BZ2 2 2 2 4 1 1 3 2 1 2 0 3 1 1 2 1 3 3 0 TU6 6 2 2 4 1 2 3 2 1 1 0 2 1 1 1 3 1 0 1 TU7 6 2 1 4 1 1 2 1 1 1 1 3 1 1 1 1 0 0 0 TU8 6 2 1 4 1 1 2 2 0 1 1 2 3 1 2 2 3 1 3 CB14 1 2 2 4 1 1 1 2 0 1 0 1 1 1 2 2 3 2 1 CB15 1 2 2 4 1 2 1 3 1 2 0 3 1 1 1 2 3 1 3 BZ3 2 2 1 4 1 2 2 3 0 3 1 4 1 1 3 1 2 2 0 BZ4 2 2 1 4 1 2 2 2 0 1 0 1 1 3 2 2 4 2 2 BZ5 2 2 1 4 1 1 3 2 0 1 1 2 1 1 2 1 1 1 0 BJ1 5 2 1 4 1 1 2 1 0 1 1 2 1 1 1 2 1 0 1 BJ2 5 2 2 4 2 2 3 2 1 1 0 2 1 1 2 1 1 1 0 CB16 1 2 1 4 1 2 2 3 1 3 1 5 1 2 2 2 3 2 1 CB17 1 2 1 4 1 1 2 3 0 1 1 2 1 1 2 2 1 1 1 CB18 1 2 1 4 1 1 2 3 0 1 1 2 1 1 2 2 1 1 1 JN5 5 2 1 4 1 1 2 2 1 2 1 4 1 1 1 2 1 0 1 CB19 1 3 2 1 1 2 2 2 0 2 0 2 2 1 2 2 5 5 1

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Samplings Samplings were carried once in the 41 selected orchards, both on citrus trees (30 leaves randomly taken) and weeds (2 liters randomly collected in the inter-row). Samples of each plant were put individually in plastic bags and then brought back to the laboratory in freezing boxes for mite extraction. Mites were extracted from the citrus leaves and weeds of each plot, using the soaking-checking-washing-filtering method (Boller 1984). All mites belonging to families Tetranychidae and Phytoseiidae were collected and counted. Only Phytoseiidae were mounted on slides in Hoyer’s medium (Gutierrez 1985) and identified using a phase contrast microscope. The generic classification of Chant and McMurtry (2007) and specific keys (Ferragut et al . 2009; Papadoulis et al. 2009) were used for species identification. In order to analyze the effects of agricultural practices on mite communities, the densities of mites have been transformed in three abundance class (very low, medium and high densities) (Table 2).

Table 2. Abundance classes defined according to the Phytoseiidae densities observed on citrus trees and weed samples

Class1 Class 2 Class 3 Tetranychidae on citrus (individual/) 0 - 0.1 0.1 - 0.3 0.3 - 0.8 Tetranychidae on weeds 0 - 10 10 - 50 50 - 150 Individual/sample Phytoseidae on citrus (individual/leaf) absent 0.01 - 1 1 - 3 Phytoseiidae on weeds absent 1 - 10 >10 Individual/sample

Statistical analyses A multifactorial analysis, simple regressions tests and discriminant analyses were carried out to determine the effect of the 12 parameters cited above on the densities and diversity of Phytoseiidae and on the densities of Tetranychidae on weeds and citrus trees. Statistical analyses were made by using Statistica software version 9 (Statsoft 2010).

Results

The farming practices Responses of the producers revealed that the application of glyphosate represents the most current weeding practice in the Tunisian citrus orchards considered (60 %) followed by mechanical weeding (38 %).The majority of citrus farmers (73 %) applied one to four pesticides, 22 % from five to 11 sprayings and 5 % of the sampled orchards did not receive

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Chapitre IV- Effet des pratiques agricoles sur les Phytoseiidae dans les vergers agrumicoles tunisiens any pesticide treatment. A great part (63%) of the orchards was irrigated with dropping system. Intercropping is a quite rare practice, it was observed only in two orchards, in Tunis and Beja (North West) with plantation of other fruit trees. Any agricultural practice is specific to a production region or to a citrus species.

Phytoseiidae and Tetranychidae mite occurrence

A total of 1,116 Phytoseiidae specimens were collected and fifteen species identified. Ten species were observed on citrus and eight on weeds (Table 3). Euseius stipulatus was the most abondant species on citrus trees (82 %) followed by P. persimilis, N. californicus, T. (A. ) rhenanoides and T. (T. ) phialatus which only represented respectively 4 %, 5 %, 3 % and 1 % of the phytoseiids collected from citrus trees. Even if the samplings have been carried at different dates for each orchard, the sampling date has not been shown to affect the densities of the mites through the experiment (Fig. 2).

Table 3: Phytoseiid species identified during the surveys on weeds and citrus leaves in the 41 citrus orchards surveyed in Tunisia.

Total number of Percentage % Species of Phytoseiidae Phytoseiidae Euseius stipulatus (Athias-Henriot) 335 40.4 Phytoseiulus persimilis Athias-Henriot 302 36.4 Typhlodromus (Anthoseius ) rhenanoides Athias-Henriot 59 7.1 Typhlodromus (Typhlodromus ) phialatus Athias-Henriot 51 6.1 Neoseiulus californicus (McGregor) 37 4.5 Typhlodromus (Anthoseius ) athenas Swirski and Ragusa 16 1.9 Typhlodromus (Anthoseius ) foenilis Oudemans 11 1.3 Iphiseius degenerans (Berlese) 5 0.6 Typhlodromus (Anthoseius ) recki Wainstein 4 0.5 Paraseiulus talbii (Athias-Henriot) 3 0.4 Typhlodromus (Anthoseius ) yasminae Faraji 2 0.2 Typhlodromus (Typhlodromus ) setubali (Dosse) 2 0.2 Neoseiulus longilaterus (Athias-Henriot) 1 0.1 Euseius scutalis (Athias-Henriot) 1 0.1 Neoseiulus alpinus (Athias-Henriot) 1 0.1 TOTAL 830 100

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Agricultural practices and mite communities

The figure 2 presents a projection on the axes 1 and 2 of the multifactorial analysis of (i) the 12 variables agricultural practices and orchard characteristics and (ii) the mite variables: densities of Phytoseiidae (on weeds and citrus leaves), densities of Tetranychidae (on weeds and citrus leaves) and the diversity of Phytoseiidae (number of species).

Densities of Tetranychidae and Phytoseiidae seem to be correlated; they vary in the same way. The same correlation applies to the variables diversity of Phytoseiidae on weed and citrus leaves. On the opposite, Phytoseiidae and Tetranychidae abundance and diversity are set against variables corresponding to the number of chemicals sprayings. These former variables are positively correlated to the irrigation method, the age of the citrus trees and the modality of weeding. The channels irrigation system seems to be positively correlated with high densities of Phytoseiidae. Orchards with no weeding correspond to the highest densities of Phytoseiidae.

This projection also shows that some variables (represented by the axis 2) little affect the system: the density of plantation, the sampling date, the existence or not of inter-cropping and the citrus variety. On the axis 1, the citrus variety is important, and is correlated to the diversity of Phytoseiidae. The highest diversities were so observed in the orchards planted with the lemon and Clementine species.

Figure 2. Projection of the variables on the multifactorial plan 1-2. Percentages on the axes refer to the amount of variation accounted for the first and second axes.

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The figure 3 presents the projection of the 41 plots on the axes 1 and 2 of the multifactorial analysis. A clear difference is observed between the orchards: CB1, CB2, TU1, TU5 and KR1 (on the upper right of the graph) and the orchards TU3, TU4, CB19 and BZ1 (on the upper left of the graph). The former orchards are characterized by the highest number of pesticide sprayings and by the use of herbicides. They are also characterized by very low densities of mites: Phytoseiidae are almost absent on weeds and citrus leaves and Tetranychidae were present only in two orchards (TU5 and KR1) on weeds. On the other hand, the latter group of orchards received low pesticide applications (0-4) and weeds were mechanically destroyed.

They are also characterized by the highest number of phytoseiid species on citrus.

Figure 3. Projection of the 41 citrus orchards on the factorial plan 1-2. Percentages on axes refer to the amount of variation accounted for the first and second axes.

To better characterize the effect of the agricultural practices on densities and diversities of mites, discriminant analyses and regression tests were carried. The discriminant analysis aiming to determine how agricultural practices affect the Tetranychidae densities on weeds shows that the Tetranychidae density class 3 is quite well separated from the others on the axis 1 explained by the weeding modality, the number of fungicide sprayings and the number of herbicides applied (Fig. 4). High densities of Tetranychidae mites are thus present in plots characterized by high numbers of fungicide and herbicide sprayings and with “no weeding”. In the same way, the positive and significant correlation between the densities of Tetranychidae on weeds and the weeding modality (R² = 0.62 - P = 0.006) shows that the orchards with weeds not destroyed had the highest densities of Tetranychidae on weeds.

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The discriminant analysis (Fig. 5) carried out to determine the effect of agricultural practices on Tetranychidae densities on citrus shows that only the Tetranychidae density class 3 is separated from the others on the axis 1 mainly explained by the number of herbicides applied. The highest number of Tetranychidae on citrus leaves is thus observed on orchards characterized by low number of herbicides applied. The negative and significant correlation between densities of Tetranychidae on citrus and the number of herbicide treatments (R² = 0.92 - P = 0.03) confirms this result.

Figure 4. Discriminant analysis showing the distribution of the 41 citrus orchards according to their Tetranychidae abundance classes on weeds according to the number of specimen on samples. Group 1: 0 – 10, Group 2: 10 – 50 and Group 3: 50 – 150. Percentages on axes refer to the amount of variation accounted for the first and second axes.

Figure 5. Discriminant analysis showing the distribution of the 41 citrus orchards according to their Tetranychidae abundance classes on citrus according to the number of specimen /citrus leaf. Group 1: 0 – 0.1, Group 2: 0.1 – 0.3and Group 3: 0.3 – 0.8. Percentages on axes refer to the amount of variation accounted for the first and second axes.

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The other discriminant analyses carried out to explain the Phytoseiidae density and diversity show no separation between the three phytoseiid density and diversity classes (on weeds and citrus) according to the variables studied. However, a significant correlation between the densities of Phytoseiidae on weeds and the weeding modality (R² = 0.62 - P = 0.02) was observed: the orchards with no weeding presented the highest densities of Phytoseiidae on weeds.

Positive and significant correlations were also observed between (i) densities of Phytoseiidae on weeds and on citrus (R² = 0.50 - P = 0.000) and (ii) densities of Tetranychidae on citrus and those of Phytoseiidae on weeds (R² = 0.15 - P = 0.01). However, no significant correlation was observed between densities of Tetranychidae on weeds and those of Phytoseiidae on weeds (R² = 0.002 - P = 0.74), and of Tetranychidae on citrus (R² = 0.015 - P = 0.043). The densities of Phytoseiidae on citrus were either not correlated with those of Tetranychidae on citrus (R² = 0.043 - P = 0.19) and nor to those of Tetranychidae on weeds (R² = 0.0003 - P = 0.97).

Discussion and conclusion

The multifactorial analyses show that orchards with the highest number of pesticide sprayings presented the lowest diversity and density of Phytoseiidae both on citrus leaves and weeds. This result agrees with previous studies that showed that Phytoseiidae densities are higher in non-sprayed crops than in sprayed ones (Peverieri et al . 2009). Furthermore, many studies have shown that some insecticides used for pest control like pyrethroids and imidacloprid (Bostanian and Belanger 1985; James 1997; Bostanian et al. 2010; Kreiter et al . 2010) are toxic for phytoseiids. For instance, application of pyrethroids and a non-selective acaricide in an apple orchard in Canada suppressed phytoseiids, allowing exponential increases of Tetranychus urticae Koch in the ground cover and in tree canopies (Hardman 2007). Moreover, applications of some fungicides including sulfur which is currently used by Tunisian farmers could also have negative impact on predatory mite densities (Childers and Enns 1975; Kreiter et al. 2010).

The densities of Phytoseiidae on weeds seem to be also correlated with weed management used. The lowest densities were observed in orchards where herbicides were applied. Negative effects of herbicides on Phytoseiidae can be direct by a toxic effect or indirect by habitat destruction. Indeed, some studies have already shown a negative effect of herbicide on

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Phytoseiidae (Kreiter et al. 1991; Kreiter et al. 1993). Furthermore, Mailloux et al. (2010) showed that Phytoseiidae are susceptible to the rate of ground cover sprayings with glyphosate.

The densities of Phytoseiidae on weeds are also positively correlated with their densities on citrus, suggesting thus an impact of weeding management on Phytoseiidae densities on associated trees. Johnson and Croft (1981) also found a correlation between the densities of Neoseiulus fallacis (Garman) on weeds and apple trees. It seems thus that agricultural practices with negatively effect on these predators in weeds (such as herbicide applications) will also indirectly affect Phytoseiidae densities on trees.

Concerning the Tetranychidae, three factors have been presently found to affect mainly their densities on weeds: the weeding management and the number of herbicide and fungicide sprayings. In a same way, Hardman et al. (2006) showed that fungicides applied in apple orchards in Canada negatively affected the number of T. urticae caught in sticky bands on tree trunks. The lowest densities of Tetranychidae were observed in orchards where glyphosate was applied. It can be explained by the destruction of the Tetranychidae host plant, which necessarily affected the Tetranychidae population. A significant negative correlation was also observed between the densities of Tetranychidae on citrus trees and the number of herbicide sprayings; orchards with chemical weeding presented low densities of tetranychid mites on citrus leaves. This can seem be contradictory with some studies that showed that the chemical weeding increase the migration of phytophagous mites to trees (Flexner et al. 1991; Alston 1994; Hardman et al. 2005, 2011). However, this can be explained by the effect of insecticide and fungicide applications on the tetranychid densities on citrus trees.

Finally, no correlation was observed between the densities of Phytoseiidae and Tetranychidae on weeds and citrus trees. This is certainly due to the fact that most of the phytoseiid species herein collected are generalist predators which are able to survive and develop in the absence of preys (Nyrop et al. 1998).

The overall objective of this survey was to evaluate the effect of agricultural practices on the diversity and densities of Phytoseiidae family in the Tunisian citrus orchards. It seems that pesticide use and weed management techniques applied by the Tunisian farmers affected the predators of the family Phytoseiidae. The chemical ground cover management appears to have

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Chapitre IV- Effet des pratiques agricoles sur les Phytoseiidae dans les vergers agrumicoles tunisiens a negative influence on the abundance or species composition of phytoseiid mites on the citrus trees. While the effect of the excessive use of pesticides and herbicides seem to be evident questions remains especially on the better strategy to use and how to incorporate this strategy in biological and integrated pest control programs. Furthermore, information on exchanges between trees and wild cover according to the weeding strategies needs to be investigated. Further long-term research comparing different management systems, investigating dispersal of mites between trees and weeds are thus planned to evaluate the diversity and abundance of mite community according to weeding management.

Acknowledgements

We would like to express our warm thanks to all the citrus producers for their cooperation during the surveys and all the staff of the CTA for the involvement in this work.

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Kreiter S, Tixier M-S, Auger P, Muckenstrum N, Sentenac G, Doublet B, Weber M (2000) Phytoseiid mites of vineyards in France. Acarologia 41 (4): 75-94. Madinelli S, Mori N, Girolami V (2002) The importance of pollen from herbaceous cover for phytoseiid mites. Informatore Agrario 58 (15): 125-127. Mailloux J, Le Bellec F, Kreiter S, Tixier M-S, Dubois P (2010) Influence of ground cover management on diversity and density of phytoseiid mites (Acari: Phytoseiidae) in Guadeloupean citrus orchards. Exp Appl Acarol 52 (3): 275-290. McMurtry JA (1992) Dynamics and potential impact of generalist phytoseiids in agroecosystems and possibilities for establishment of exotic species. Exp Appl Acarol 14: 371-382. McMurtry JA, Croft BA (1997) Life-styles of phytoseiid mites and their roles in biological control. Annu Rev Entomol 42: 291-321. Meyer G de A, Kovaleski A, Valdebenito-Sanhueza RM (2009) Pesticide selectivity used in apple crops Neoseiulus californicus (McGregor) (Acari: Phytoseiidae). Revista Brasileira de Fruticultura 31 (2): 381-387. Nadimi A, Kamali K, Arbabi M, Abdoli F (2008) Side-effects of three Acarides on the predatory mite, Phytoseiulus persimilis Athias-Henriot (Acari: Phytoseiidae) under laboratory conditions. Munis Entomology and Zoology 3 (2): 556-567. Nyrop JP, Minns JC, Herring CP (1994) Influence of ground cover on dynamics of Amblyseius fallacis Garman (Acarina; Phytoseiidae) in New York apple orchards. Agr Ecosys Environ 50: 61-72. Peverieri GS, Simoni S, Goggioli D, Liguori M, Castagnoli M (2009) Effects of variety and management practices on mite species diversity in Italian vineyards Bulletin of Insectology 62 (1): 53-60. Rock GC, Yeargan DR (1973) Toxicity of apple orchard herbicides and growth regulating chemicals to Neoseiulus fallacis and two spotted mite. J Econ Entomol 66: 1342-1343. Villanueva RT, Childers CC (2004) Phytoseiidae increase with pollen deposition on citrus leaves. Fla Entomol 87(4): 609-611.

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1.3 Conclusion

Les résultats obtenus suggèrent l’importance de deux facteurs sur les populations de Phytoseiidae : la gestion des adventices et l'utilisation des pesticides. Les densités et les diversités les plus basses des phytoséiides ont été observées dans les vergers dans les parcelles dans lesquelles un désherbage chimique était appliqué et dans celles présentant un nombre élevé de traitements phytosanitaires. La densité des Tetranychidae sur les arbres était également la plus basse dans les parcelles désherbées chimiquement. Une corrélation positive a été trouvée entre les densités de Phytoseiidae sur les arbres et sur les plantes adventices. Afin de déterminer comment ces pratiques intégrées dans des stratégies de gestion plus globales pouvaient affecter les communautés d’acariens, des études dans trois parcelles conduites différemment ont été réalisées.

2. LES COMMUNAUTES DE PHYTOSEIIDAE ET LES MODES DE GESTION BIOLOGIQUE, RAISONNEE ET CONVENTIONNELLE DES PARCELLES DE CITRUS

2.1 Introduction

Afin de mieux caractériser les densités et diversité des Phytoseiidae au cours d’une saison de production, trois parcelles présentant des pratiques culturales contrastées ont été choisies. • Une parcelle conduite en agriculture biologique (Fig. 8) • Une parcelle conduite en agriculture raisonnée avec des traitements phytosanitaires limités (Fig. 9) • Une parcelle conduite en agriculture conventionnelle avec des traitements phytosanitaires intensifs (Fig. 10)

Ce travail a pour objectif d’étudier l’effet du mode de conduite sur la densité et la diversité de ces acariens. Le travail a consisté à réaliser un suivi de la biodiversité et de la densité des Phytoseiidae dans les parcelles citées précédemment Pour cela, des échantillonnages ont été effectués dans ces trois parcelles d’agrumes durant une année avec une fréquence de deux échantillonnages par mois. Pour analyser la diversité, les indices exposés dans le chapitre 2 ont été utilisés. Les résultats obtenus sont présentés dans l’article 3. 2.2 Article 3

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Figure 8. Photos de la parcelle (1) conduite en agriculture biologique (Takesla, Cap Bon)

Figure 9. Photos de la parcelle (2) conduite avec traitements chimiques limités (Manzel Bouzelfa, Cap Bon)

Figure 10. Photos de la parcelle (3) conduite avec traitements chimiques intensifs utilisation de l’herbicide, avec des lignes d’haricot plantées en avril (Azib, Bizerte).

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Article 3- Diversity and population dynamics of Phytoseiidae (Acari: Mesostigmata) in three Tunisian citrus orchards (Acarologia, soumis)

Sahraoui Hajer 1,2* , Marie-Stéphane Tixier 2, Kaouthar Lebdi-Grissa 1, Serge Kreiter 2

1- Institut National Agronomique de Tunisie, Laboratoire de protection des plantes. 43, Avenue Charles Nicolle 1082 -Tunis- Mahrajène, Tunisie 2- Montpellier SupAgro, Unité Mixte de Recherche CBGP (INRA/ IRD/ CIRAD/ SupAgro), Campus International de Baillarguet, CS 30 016, 34988 Montferrier-sur-Lez cedex, France

* Corresponding author to whom correspondence should be sent: [email protected]

Abstract — Surveys of phytoseiid mites were carried out in three Tunisian citrus orchards; the first was conducted according to organic farming; the second was conducted according to integrated pest management; the third was conventionally conducted with intensive use of pesticides. The aim of the present study was to determine Phytoseiidae diversity in the latter types of orchards and to compare their population dynamics in order to characterize how agricultural practices affect phytoseiid fauna both on trees and on weeds in the inter-rows. The highest diversity on both citrus and weeds was observed in the organic citrus orchard (8 species on citrus and 8 species on weed). In the conventionally managed orchard, only three and four species of Phytoseiidae were found on weeds and trees, respectively. The differences observed in Phytoseiidae diversity and densities in the three studied orchards seem to be linked to cultural practices and especially to pesticide treatments. However, no substantial difference was found in the phytoseiid specific composition in citrus trees between the three types of orchards since the dominant phytoseiid species was Euseius stipulatus in the three orchards (92 %, 98 % and 79 % for orchards 1, 2 and 3, respectively). This study could be considered as an attempt to evaluate the factors affecting the diversity and density of phytoseiid mites in citrus orchards.

Keywords — citrus; Phytoseiidae; weed management; pesticide; diversity; dynamic; organic; conventional

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Introduction

Eight important species of phytophagous mites, belonging to Tetranychidae, Tenuipalpidae, Eriophyidae and Tarsonemidae occur in Tunisian citrus orchards (Kreiter et al ., 2002). These mites, and specially Tetranychus urticae Koch, cause serious damages (Grissa and Khoufi, 2012). This latter species is particularly abundant in Tunisian citrus orchards from mid-March to June and from September to December; the Clementine cultivar being the most susceptible one (Grissa and Khoufi, 2012).

The most important natural enemies of phytophaghous mites are Phytoseiidae (McMurtry and Croft, 1997). Surveys carried out in Tunisian citrus orchards showed the presence of 18 species belonging to the following genera: Graminaseius , Euseius , Iphiseius , Neoseiulus , Phytoseiulus , Phytoseius , Typhlodromus , Paraseiulus and Proprioseiopsis (Kreiter et al., 2010; Sahraoui et al., 2012). Among these species, five are particularly abundant and widely geographically distributed: Euseius stipulatus (Athias-Henriot) being the dominant species, Iphiseius degenerans (Berlese), Neoseiulus californicus (McGregor), Phytoseiulus persimilis Athias-Henriot, Typhlodromus (Anthoseius ) rhenanoides Athias-Henriot and Typhlodromus (Typhlodromus ) phialatus Athias-Henriot (Sahraoui et al., 2012).

Species diversity and abundance of phytoseiid mites are mainly determined by climate and stability of habitats and food resources (McMurtry, 1997). In perennial cropping systems, generalist predatory mites like almost Phytoseiidae species are able to survive and even develop in the absence of preys (Nyrop et al., 1998). This generalist feeding habits (pollen, fungi, and other mites), has for instance led to the successful use of Typhlodromus (Typhlodromus ) pyri Scheuten and Kampimodromus aberrans (Oudemans) to control mite pests in European vineyards (Duso, 1992; Lorenzon et al., 2012).

In agrosystems, crop management could also affect Phytoseiidae densities and diversities. Many studies have shown for instance the negative effects of pesticides on phytoseiid mites (i.e. Kreiter et al., 1998; Childers et al ., 2001; Chen et al., 2003; Hardman et al., 2006; Bonafos et al., 2008; Meyer et al,. 2009). In surveys comparing treated and untreated apple orchards in North Carolina, Farrier et al. (1980) showed that there were twice as many species on untreated trees compared to treated ones. Surveys carried out by Fitzgerald and Solomon (2000) showed that Christmas tree plantations chemically treated had lower Phytoseiidae

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Chapitre IV- Effet des pratiques agricoles sur les Phytoseiidae dans les vergers agrumicoles tunisiens densities than the untreated ones. Similarly, Peverieri et al. (2009) observed that the diversity of Phytoseiidae in Italy was higher in organic and untreated vineyards than in conventional ones.

Weeds are major components of agrosystems; some authors report them to affect the occurrence of pests and beneficial insects (Altieri et al., 1977). Few studies have focused on the effect of weed management practices on Phytoseiidae dynamics; some have shown that the use of herbicides in inter-rows has directly detrimental effects on Phytoseiidae in apple orchards (Rock and Yeargan, 1973; Hilsop and Prokopy, 1981), vineyards (Kreiter et al., 1993) and citrus orchards (Pereira et al., 2006; Aguilar-Fenollosa et al., 2008, 2011; Mailloux et al., 2010).

The aim of this study was to characterize the diversity and population dynamics of Phytoseiidae mites associated with the three in Tunisian citrus orchards during a year, focusing on pesticide treatments and weeding management.

Material and methods

Studied orchards

Mite families Phytoseiidae and Tetranychidae were surveyed in three citrus orchards from September 2009 to August 2011. The first orchard was conducted with organic farming and is located in Cap Bon region (Takelsa: Longitude 36.804° N; Latitude 10.602° E). Only one treatment was applied with an organic insecticide (spinosad) once in April to control aphids (Table 1). The second orchard was conducted with very few pesticide treatments (integrated pest management) and is also located in Cap Bon region (Manzel Bouzelfa: Longitude 36.698° N; Latitude 10.605° E). Only one insecticide (imidaclopride) was applied once on April (Table 1). The third orchard was conventionally conducted with an extensive use of pesticides and is located in North region (Azib Bizerte: Longitude 37.213° N; Latitude 9.958° E). Eleven pesticide treatments were applied to control several pests and diseases (Sulfur, abamectin, malathion, dimethoate, cyhexatin+tetradifon, methyl tiophanate, benomyl, copper, Bacillus thurengiensis ].

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In the orchard (1), the ground cover was dominated by plant species belonging to the family Poaceae, weeding mechanical weeding was done once on April. The vegetation of the ground cover in the orchard (2) was diversified with the dominance of annual weeds. The ground was ploughed once in April; weeds on the rows were not destroyed. In orchard (3), the herbicide glyphosate was applied two times, on November and March, and ground was ploughed several times. Phaseolus vulgaris L. was planted in April as inter-cropping on the rows under the trees and was sampled as ground cover plant.

Table 1: Characteristics of the three citrus orchards sampled

Citrus species and Pesticide density Ground cover Weeding cultivars sprays management Orchard 1 Citrus clementina 1 spray 4X4 m Dominance of Mowing once Poaceae in April cv. Nour (MA3) Spinosad

Orchard 2 Citrus clementina cv. 1 spray 3,5X 3,5 m Varied wild Mechanical Marisol cover, annual weeding once Imidacloprid species. in April

Orchard 3 Citrus limon (L.) 4X4 m No weeds until Herbicide Burm. f. (cv. Eureka ) May, Been “glyphosate” 11 sprays plants in inter- and ground cropping planted ploughed in May. several times

The climate in the Cap Bon and Bizerte regions is semi-arid marked by irregular precipitations and temperate, respectively. During the survey, the highest temperatures were observed in July-August (ranging between 30°C to 38°C) and the rainfalls were marked from October to May with maximum rainfall observed in November with 15 mm for orchards (1) and (2) and 44 mm for orchard (3) (Figures 1 and 2).

Mite survey

From September 2009 to August 2010, samplings were conducted one or two times a month. At each sampling date, 30 citrus leaves were randomly taken and two liters of weeds were randomly collected. Then, samples of each plant were individually bagged in plastic bags and transported in freezing boxes to the laboratory for mite extraction. Mites were extracted from citrus leaves and weeds using the ‘soaking-checking-washing-filtering method’. Then all Tetranychidae and Phytoseiidae found were counted and only the Phytoseiidae were identified at species level. The generic classification of Chant and McMurtry (2007) and

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Chapitre IV- Effet des pratiques agricoles sur les Phytoseiidae dans les vergers agrumicoles tunisiens specific literature (Ferragut et al ., 2009; Papadoulis et al., 2009) were used for species determination.

Figure 1. Climatic data in the surveyed orchards (1) and (2) situated in Cap Bon region during the surveys (Nabeul station), Tmin and T max indicate respectively the minimal and maximal temperatures and P the precipitation (mm)

Figure 2. Climatic data in the surveyed orchards (3) situated in North region during the surveys (Bizerte station), Tmin and Tmax indicate respectively the minimal and maximal temperatures and P the precipitation (mm)

Data analyses The number of species “species richness” and the Simpson diversity index (1-D) (Simpson, 1949) were calculated to compare the biodiversity levels on citrus leaves and weeds in the three orchards considered. Simpson’s diversity index ranges between 0 and 1; a value of 1 represents an infinite diversity and a value of 0, no diversity. Species similarity between the three orchards was estimated using the Jaccard index. This index corresponds to the Number

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Chapitre IV- Effet des pratiques agricoles sur les Phytoseiidae dans les vergers agrumicoles tunisiens of species shared by two orchards divided by the total number of species (Jaccard, 1912). If this index is equal to one, all species are shared between the two communities. If the Jaccard’s Index is near 0, no species is shared.

Results

Time variation of mite density and diversity

Orchard 1. Eight species of Phytoseiidae were collected on citrus trees (Fig. 3a). The most abundant species was E. stipulatus (92 %). The highest densities were observed in December (3 individuals/ leaf) and May (2 individuals/ leaf). The seven other species were much less abundant and their presence was not regular; they only represented 8 % of the Phytoseiidae collected. Tetranychidae were present on citrus trees and damages were observed and their highest densities (3 individuals/ leaf) was observed two weeks before the Phytoseiidae peak, then densities of both Phytoseiidae and Tetranychidae decreased until March (Fig. 4). Two smaller peaks of Tetranychidae densities were observed in March and July (1 individual/ leaf).

Eight species of Phytoseiidae were also collected from weeds (Fig. 3b). The table 2 lists the Phytoseiidae densities and diversity found on all the weeds collected. Phytoseiidae appeared on weeds in March and the highest densities were observed in June. The dominant species was T (T.) phialatus, this species was collected on four plants: Elytrigia repens L., Hordeum murinum L., Chrysanthemum sp . and Solanum nigrum L. Weeds of the family Poaceae were dominant in this orchard and among the 54 adult phytoseiid mites collected, 63 % were found on these plants. Euseius stipulatus occurred on four weeds ( H. murinum , Conyza canadensis L., Chrysanthemum sp. and S. nigrum ) but in very low densities (Table 2). Tetranychidae were present only at three dates on the same plant ( Solanum nigrum ) which is not very present in this orchard.

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Table 2 . Ground cover plant species collected and the Phytoseiidae species (and adult density) found on each plant. Plant species Orchard 1 Orchard 2 Orchard 3 Malva sp. G. graminis (1) E. stipulatus (7) E. stipulatus (5) N. californicus (51) N. californicus (6) P. persimilis (13) T. (A. ) foenelis (2) T. (A. ) yasminae (1) T. ( A. ) rhenanoides (3) P. persimilis (19) Chrisanthemun sp. E. stipulatus (1) Solanum nigrum L. E. stipulatus (2) N. californicus (11) P. persimilis (9) T. ( A. ) rhenanoides (3) E. stipulatus (7) N. californicus (4) T. (T. ) phialatus (5) N. barkeri (1) P. persimilis (5) T. (T.) phialatus (1) P. persimilis (1) N. aurescens (1) Conyza canadensis L. E. stipulatus (5) T. ( A. ) rhenanoides (1) N. barkeri (1) T. ( A. ) recki (2) Hordeum murinum L. E. stipulatus (2) T. (T. ) phialatus (4) G. graminis (7) N. aurescens (1) Bromus diandrus Roth. P. persimilis (1) N. californicus (6) N. barkeri (1) Amaranthus retroflexus N. californicus (6) L. T. ( A. ) rhenanoides (3)

Acalypha rhomboidea T. ( A. ) rhenanoides (4) Raf. N. californicus (1) Emex spinosa L. T. (A. ) foenelis (1) T. (T. ) phialatus (4) Salvia officinalis L. P. persimilis (3) N. californicus (2) Cynodon dactylon (L.) T. (T. ) phialatus (8) Persoon. Cyperus rotundus L. T. (T. ) phialatus (4) Mercurialis annua L. T. (A. ) rhenanoides (4) N. californicus (67) E. stipulatus (1) T. (T. ) phialatus (1) P. persimilis (2) Phaseolus vulgaris L. P. persimilis (163) N. californicus (9) Convolvulus arvensis L. E. stipulatus (14) Rubus sp. N. californicus (3) T. (A. ) rhenanoides (7)

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Figure 3 . Evolution of the specific composition of Phytoseiidae in the orchard (1) during the survey on citrus leaves (a) and on weeds (b)

Figure 4 . Evolution of Phytoseiidae and Tetranychidae populations densities in citrus leaves during the survey in the orchard (1) (Organic farming)

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Orchard 2. Four species of Phytoseiidae were identified on citrus, E. stipulatus being dominant (98 %). The highest densities of Phytoseiidae were observed in April (2 individuals / leaf) (Fig. 5a). They then declined (after insecticide treatment) to reach very low numbers in summer. Only very few Tetranychidae were observed on citrus trees (4 females found in July).

Figure 5 . Evolution of the specific composition of Phytoseiidae in the orchard (2) during the survey on citrus leaves (a) and on weeds (b)

On weeds, eight species of Phytoseiidae were found, the dominant species being N. californicus. This species was mainly collected on Mercurialis annua L., and Malva sp., the two most abundant plants in the orchard in spring. The highest density of Phytoseiidae was observed in March (57 % of the Phytoseiidae collected) (Fig. 5b). The highest densities of Tetranychidae were also observed in March (129 individuals) collected mainly from M. annua . After the weeding no more tetranychid mites was collected until July.

Orchard 3. Five species of Phytoseiidae were collected on citrus; E. stipulatus being the dominant species (74 %). No Tetranychidae was found on citrus. The Phytoseiidae densities

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Chapitre IV- Effet des pratiques agricoles sur les Phytoseiidae dans les vergers agrumicoles tunisiens were very low (always less than 0.25 individual / leaf), the highest numbers being observed found between March and May (Fig. 6a).

Figure 6 . Evolution of the specific composition of Phytoseiidae in the orchard (3) during the survey on citrus leaves (a) and on weeds (b)

Six species of Phytoseiidae were observed on weeds , Phytoseiulus persimilis Athias-Henriot being the dominant species (78 %). In this orchard very few weeds were present until July and since P. vulgaris was planted in the inter-rows. Tetranychidae were observed on this plant since June and the highest densities were collected in July. Phytoseiulus persimilis was present from July to August with the highest densities observed in July (table 2).

Orchard comparison

The highest densities of Phytoseiidae were observed in the orchard (1) and the lowest in the orchard (3). The highest number of phytoseiid species was also observed in the orchard (1). Euseius stipulatus, N. californicus and T. (A. ) rhenanoides were present in the three orchards.

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Typhlodromus (T. ) phialatus was found in the orchards (1) and (2), P. persimilis in the orchards (1) and (3) orchards whereas Graminaseius graminis (Chant) , Typhlodromus (Anthoseius ) yasminae Faraji and Proprioseiopsis bordjelaini (Athias-Henriot) were found only in the orchard (1) and Paraseiulus talbii (Athias-Henriot)only in the orchard (3). Even if the species richness was higher in the orchard (1), Simpson index value is low in the three orchards (Fig. 7), because of the great prevalence of E. stipulatus .

On weeds, even with relatively less diverse ground cover and flowering plants in the orchard (1) than in the two other ones; Phytoseiidae diversity was higher but their densities lower. Furthermore, in this orchard, diversity of Phytoseiidae was similar on citrus trees than in weeds. In the orchards (2) and (3) the phytoseiid diversity on weeds was higher than on citrus (Fig. 7). Four phytoseiid species were observed in the three orchards: P. persimilis , Neoseiulus barkeri Hughes, T. (A. ) rhenanoides and E. stipulatus . The dominant species in weeds was different in each orchard. Jaccard indices show that each orchard share the half of its species with the other (S = 0, 5) both on citrus trees and on weeds showing a similarity in species composition between the three orchards of 50 %.

The evolution in time of the mite dynamics observed was different in the three orchards in citrus trees and on weeds. Tetranychidae were abundant in citrus trees the orchard (1) and absent in the two others. In orchard (1), Tetranychidae were present only at three dates on the same plant ( Solanum nigrum ) which is not very present in this orchard. Similarly, Tetranychidae were abundant in the orchard (3) on P. vulgaris and other weed species ‘Amaranthus retroflexus L.’ In the orchard (2), Tetranychidae were observed in March (129 individuals) collected mainly from M. annua , after the ground ploughing, no more tetranychid mites was collected until July.

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Figure 7: Diversity comparison between the three orchards

Discussion

Considerations on the Phytoseiidae species found

Among the 13 phytoseiid species collected in this survey, five species were observed in the three orchards: P. persimilis , N. barkeri , N. californicus, T. (A. ) rhenanoides and E. stipulatus. The majority of the species collected are, according to McMurtry and Croft’s classification (1997), generalist predators that feed on a great variety of food sources, including mites, insects, pollen ... This may further explain their high abundance in absence of pest preys.

Euseius stipulatus was the dominant species in citrus trees in the three orchards. This species was also the prevailing one in Tunisian citrus orchards surveyed in other studies (Sahraoui et al., 2012). Furthermore, this species was also reported as the most abundant phytoseiid species on citrus trees in Spain (Pereira et al., 2006; Abad-Moyano et al., 2009) and in the Mediterranean citrus orchards in general (McMurtry, 1977).

The abundance of E. stipulatus in the organic managed orchard seems to be related to T. urticae population during its first peak but not related during the second peak observed. Euseius stipulatus is classified according to McMurtry and Croft (1997) as specialized pollen feeder (type 4) but is known to feed also on Panonychus citri (McGregor) (Ferragut et al., 1988, 1992), T. urticae (Abad-Moyano et al., 2009) and eriophyid mites (Ferragut et al.,

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1987). This phytoseiid species was present throughout the year during the surveys except in summer (July-August) when the temperature exceeds 30-35ºC. Ferragut et al . (1987) showed that this species stops laying eggs at 32°C. Furthermore, in the two conventional orchards (2 and 3), this phytoseiid mite was present even when no Tetranychidae was collected on citrus trees. Other food resources could explain the second peak of E. stipulatus population in spring. This can be the presence of pollen since flowers were present during this period on citrus and on weeds. Several authors reported that the development rate of this species is higher fed on pollen than on phytophagous mites (Ferragut et al ., 1987, Zhimo and McMurtry, 1990). Villanueva and Childers (2004) reported that the peak abundance of predacious mites in Florida citrus orchards coincided with the flowering period of citrus species and many other plants which are commonly found around citrus orchards and may serve as pollen sources for predacious mites.

Other phytoseiid species were present on citrus leaves and can be considered as good candidates for biological control of phytophagous citrus in Tunisia: N. californicus and P. persimilis .

Phytoseiulus persimilis is known as a specialist predator with economic importance, especially in the bio-control of T. urticae mostly in greenhouses all over the world (McMurtry and Croft, 1997). Neoseiulus californicus prefers to feed on Tetranychidae (Escudero et al., 2004; Greco et al., 2005; Katayama et al., 2006; Gomez et al., 2009), but can also consume other mite species like the tarsonemid mite Phytonemus pallidus (Banks) (Easterbrook et al., 2001) and small insects, such as thripidae species (Rodriguez et al ., 1992).

In the orchards (1) and (2) the most abundant phytoseiid species found in the covers belong to the genera Neoseiulus , Typhlodromus and Euseius . According to McMurtry and Croft’s classification (1997), they belong to types III and IV. Several phytoseiid species in these categories were assumed as useful in conservation biological control strategies especially with perennial crops as citrus orchards (McMurtry and Croft, 1997). Few studies deal with the predation efficiency of the phytoseiid species herein recorded. For example, N. barkeri is able to control Frankliniella occidentalis (Pergande) (Rodriguez-Reina et al., 1992), Thrips tabaci (Lindeman) (Hansen, 1988; Desgaard et al ., 1992), these thrips species are reported as commun Thripidae species in Tunisian citrus orchards (Belaam and Boulahia, 2012). The phytoseiid species species T. (A.) rhenanoides is a generalist species able to reproduce and

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Chapitre IV- Effet des pratiques agricoles sur les Phytoseiidae dans les vergers agrumicoles tunisiens develop on T. urticae and the red mite P. citri (Tsolakis et al., 2012), a key pest mites on citrus in Tunisia (Grissa and Khoufi, 2012).

Considerations on weed management effects

Many authors reported that the abundance of Phytoseiidae on ground cover vegetation in citrus orchards in Florida and Alabama is higher than on citrus leaves and suggested that the ground cover plants, may serve as overwintering plant hosts and alternative food sources for predacious mites (Childers, 1994; Fadamiro et al., 2009). Our results showed that the Phytoseiidae start occurring on weed in spring (March). However, a higher number of phytoseiid was found on weeds than on citrus leaves only in the orchards (2) and (3), suggesting that ground cover management can affect Phytoseiidae diversity. In these two latter, it can be assumed that food resources was more varied and that plant composition offers higher sources of pollen than in the orchards (1); since in this latter the ground cover was dominated by weeds of the family Poaceae, known to be poorly colonized by Phytoseiidae mites (Moraes et al., 1986).

Similarly, the higher diversity of Phytoseiidae observed in weeds can be explained by the higher diversity in weed plant composition in comparison with citrus trees in the three orchards, as shown by several authors (Tuovinen and Rokx, 1991; Coli et al ., 1994; Tuovinen, 1994; Aguilar-Fenollosa et al., 2011).

Some plant species from ground cover seem to favor the phytoseiid abundance. For instance, P. persimilis was found associated with populations of Tetranychus sp. and highest densities were found on Phaseolus vulgaris L. and with two weed plants: Malva sp. and Solanum nigrum L. These species have a long reputation of being favorable host plants Tetranychidae mites (Aucejo et al., 2003). Neoseiulus californicus seem to be favored by three weed species M. annua, S. nigrum and Malva sp. Several authors reported that Phytoseiidae occurrence on some plants is determined by physical and morphological leaf traits (McMurtry and Croft, 1997; Kreiter et al ., 2002; Villanueva and Childers, 2006).

Orchard management comparison

In the organic managed orchard, the species richness both on citrus and weeds was higher than in the two others. This observation agrees with general observations that arthropod

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Chapitre IV- Effet des pratiques agricoles sur les Phytoseiidae dans les vergers agrumicoles tunisiens biodiversity is higher in organic farming systems (i.e. Altieri et al ., 2003; Bengtsson et al., 2005; Hole et al., 2005).

The evolution in time of the mite dynamics observed was different in the three orchards in citrus trees and on weeds. In the orchard (1) the densities of Tetranychidae observed in December on citrus trees seem to have increased the development of Phytoseiidae. In the two other orchards, no peak of phytoseiid mites was observed until the spring.

The very low numbers of mites on citrus in the orchard (3) with extensive use of pesticides seem to be a result of disturbed agricultural system. Negative effects of pesticides on phytoseiid mites have been reported in numerous studies. Pratt and Croft (2000) showed for instance, investigating the toxicity of several pesticides used in the nursery industry on four phytoseiid mite species; that insecticides were the most toxic to phytoseiid mites followed by herbicides. Pyrethroids, which are known to be highly toxic to predacious mites (Bostanian and Belanger, 1985; Hardmann et al., 2007), were used in the orchard (3). Moreover, applications of some fungicides including benomyl and sulfur could have negatively impact predatory mite densities (Childers and Enns, 1975). In addition, imidaclopride (applied in orchard [2]) has been reported to betoxic for Phytoseiidae mites (Bostanian et al., 2010).

However, even if preponderant, other factors than the pesticide use could have affected abundance of Phytoseiidae in the three orchards considered: climate, type of agricultural practices, cultivars, and diversity of vegetation near citrus crops that may serve as reservoir of natural enemies (Reis et al. 2000). Furthermore even if we cannot make deep assumptions on the absence of tetranychid mites in the two conventionally sprayed orchards (2 and 3), the use of pesticides and especially insecticides may have kill these pests. Furthermore, the citrus species “Clementine” planted in the orchards (1) and (2) is known in Tunisia to be one of the most sensitive citrus species to phytophagous mites and several other pests (Grissa and Khoufi, 2012).

In orchard (1) Tetranychidae were less abundant on weeds than the two other modalities, this could be explained by the fact that the plant species on ground cover are not favorable to Tetranychide. Similarly, Tetranychidae were abundant in the orchard (3) on the inter cropped culture, P. vulgaris and in the orchard (2) Tetranychidae were observed just before the ground ploughing, then no more tetranychid mites was collected until July. These may give evidence that the composition of ground cover plants and the weed management modality play an important role on densities of Tetranychidae and Phytoseiidae on weeds. -101-

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The objective of this study was to assess the total abundance, family richness, and composition of phytoseiid and phytophagous mites in different farming systems and to examine the contributions of the vegetation present on Phytoseiidae abundance and composition. Our results help to give a more detailed picture of the mite community of Tunisian orchards and to increase the knowledge of acarofauna associated with this culture.

Even if the organic orchard presented the highest diversity of Phytoseiidae, this orchard is the on one which presented serious damages of tetranychid mites on citrus trees.

Yet many questions remain about the effect of ground composition and weeding practices on phytoseiids. For example, is there an exchange of Phytoseiidae between the citrus trees and the ground covers? And how do the different techniques of weed management allow some phytoseiids to migrate from weeds to the trees? Answers to these questions may have implications on biological control. Further studies with replicates and experimentations are necessary to evaluate the effect of the agricultural practices on these mite communities.

Acknowledgements

We thank the citrus producers and the technicians of the CTA (Centre technique des agrumes) for their collaboration during the surveys.

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Chapitre IV- Effet des pratiques agricoles sur les Phytoseiidae dans les vergers agrumicoles tunisiens

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La diversité la plus importante a été observée sur les arbres et les plantes de couverture du verger conduit en agriculture biologique. Les densités des Phytoseiidae ont également été les plus importantes dans le verger biologique. Les différences de diversité et de densité de Phytoseiidae entre les trois vergers étudiés semblent être liées aux pratiques culturales et plus particulièrement, aux traitements phytopharmaceutiques. Cependant, même si le verger biologique a présenté la diversité de Phytoseiidae la plus élevée, ce verger est le seul qui présentait également des dégâts causés par les Tetranychidae. De plus, dans le verger biologique, les Tetranychidae étaient moins abondants sur les plantes adventices par rapport aux deux autres vergers. Ceci pourrait s’expliquer par le fait que les plantes de couverture du sol dans ce verger (famille des Poaceae) étaient peu favorables aux Tetranychidae.

Cependant, aucune différence n'a été observée dans la composition spécifique des Phytoseiidae sur les arbres puisque l'espèce dominante était E. stipulatus dans les trois vergers. Euseius stipulatus était présent dans les trois vergers pendant toute l’année, sauf en été (juillet et août), période durant laquelle les températures variaient entre 30°C et 38°C. Cette espèce était présente sur les arbres même en absence des Tetranychidae. La majorité des espèces collectées dans les trois vergers sont des prédateurs généralistes, ce qui explique leur abondance en absence d’acariens tétranyques. Enfin, une plus grande diversité de Phytoseiidae a été observée sur les plantes de couverture que sur les arbres.

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Chapitre IV- Effet des pratiques agricoles sur les Phytoseiidae dans les vergers agrumicoles tunisiens

Nos résultats ont permis de donner quelques informations sur les communautés d’acariens dans les vergers d’agrumes tunisiens. Il est devenu clair que l’utilisation des produits agropharmaceutiques influence la diversité et l’abondance de ces espèces, ce qui confirme les résultats de travaux précédents. Cependant, plusieurs hypothèses restent à discuter concernant l'effet de la gestion de l’enherbement sur les phytoséiides. Des expérimentations sur terrain, considérant différentes techniques de gestion de l’enherbement, sont donc nécessaires afin de pouvoir comprendre la liaison directe entre les plantes dans les inter-lignes et les arbres.

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Chapitre V- Etude de l’effet du mode de gestion de l’enherbement sur les Phytoseiidae

CHAPITRE V

ETUDE DE L’EFFET DU MODE DE GESTION DE L’ENHERBEMENT SUR L’ABONDANCE ET LA DIVERSITE DES PHYTOSEIIDAE

Les résultats obtenus précédemment ainsi que ceux recensés dans la littérature (chapitre 1) montrent que la diversité et l’abondance des Phytoseiidae dans les systèmes agricoles sont fortement influencées par le mode de gestion de l’enherbement. Dans le but d’étudier l’effet des techniques suivies par les agriculteurs tunisiens, deux expérimentations ont été réalisées, avec des dispositifs en blocs aléatoires dans deux parcelles différentes. La première parcelle est située dans la région de Sidi Thabèt au Nord de Tunis et est plantée avec trois variétés de citrus. La deuxième parcelle est située à Boumhel, région de Morneg et est plantée avec une seule variété. Deux dispositifs différents ont été adoptés et les mêmes types de pièges ont été utilisés dans les deux essais (voir chapitre 2). Pour les deux essais, les échantillonnages des arbres, des plantes adventices ainsi que le relevé des pièges ont été réalisés une fois par semaine sur une durée de 10 semaines. Chaque semaine et pour chaque bloc, 30 feuilles de citrus sont, collectées au hasard et un échantillonnage des adventices présentes sous les arbres de citrus (quadrat de 30 cm x 30 cm jeté au sol au hasard) est réalisé.

1. ETUDE DE L’EFFET DE LA GESTION DE L’ENHERBEMENT SUR LA DIVERSITE ET L’ABONDANCE DES PHYTOSEIIDAE DANS TROIS ESPECES DE CITRUS

1.1 Introduction

Cette expérimentation avait pour objectif d’étudier l’effet de deux pratiques de gestion de l’enherbement (destruction des adventices par labour et pas de désherbage) sur la densité et la diversité des Phytoseiidae présents sur les arbres et les adventices et sur ceux se dispersant le long des troncs. Ce travail a été réalisé dans trois parcelles adjacentes, plantées avec trois espèces différentes de citrus, afin de déterminer comment la gestion de l’enherbement affectait les communautés des Phytoseiidae sur ces trois espèces d’agrumes. Les résultats seront présentés dans l’article 4 ci-après.

1.2 Article 4

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Chapitre V- Etude de l’effet du mode de gestion de l’enherbement sur les Phytoseiidae

Article 4- Abundance and diversity of predatory mites (Acari: Phytoseiidae) in a Tunisian citrus orchard: effect of weed management for three citrus species (Environemental Entomology, soumis)

H. Sahraoui 1, 2 , S. Kreiter 2, K. Lebdi-Grissa 1 and M.-S. Tixier 2

1- Institut National Agronomique de Tunisie, Laboratoire de protection des plantes, 43 Avenue Charles Nicolle, 1082 –Tunis - Mahrajène, Tunisie 2- Montpellier SupAgro, Unité Mixte de Recherche CBGP (INRA/ IRD/ CIRAD/ SupAgro), Campus International de Baillarguet, CS 30 016, 34 988 Montferrier-sur-Lez cedex, France

* Corresponding author to whom correspondence should be sent: [email protected]

Abstract This study was conducted in a Tunisian citrus orchard to determine the diversity of phytoseiid mites on three species of citrus ( Citrus sinensis cv. maltaise, Citrus clementina and Citrus limetta ) with and without weeding by ploughing the ground. The dispersal of phytoseiid mites from wild ground cover plants to trees was surveyed using traps around tree trunks. Fourteen species of Phytoseiidae were identified from 1,782 specimens collected on citrus trees and ground cover plants. The three most abundant phytoseiid species found on the citrus trees were: Euseius stipulatus (59 %) , Iphiseius degenerans (23 %) and Typhlodromus (Typhlodromus ) exhilaratus (15 %). The predatory mite which dominated in weeds (52 %) and in traps (46 % of captured individuals) was T. ( T. ) exhilaratus. The ambulatory dispersal of Phytoseiidae between citrus trees and weeds was confirmed in this study. The effect of weeding by ploughing was observed on the diversity of the Phytoseiidae only on citrus trees of the species Citrus limetta . There was a positive correlation between the densities of phytoseiid mites in weeds and on citrus trees in the modality with weed management. Ploughing the ground between the citrus rows and keeping the weeds on the rows seems to favour Phytoseiidae dispersal from weeds to trees. This weeding strategy seems thus to conserve the benefits of ground cover as reservoir of predatory mites.

Keywords: citrus, variety, Phytoseiidae, dispersal, weeds, diversity

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Chapitre V- Etude de l’effet du mode de gestion de l’enherbement sur les Phytoseiidae

Introduction

Mites of the family Phytoseiidae are predators well known and largely studied for the ability of several species to control crop pests such as small insects and phytophagous mites (McMurtry and Croft 1997). The about 2, 200 species belonging to this family (Moraes et al. 2004; Chant & McMurtry 2007) have been classified by McMurtry and Croft (1997) into four main groups based on their feeding specialization: type I = predators selective of Tetranychus sp.; type II = predators with a preference for mites of the family Tetranychidae; type III = generalist predators of phytophagous mites and other arthropod species such as thrips and other food resources such as pollens; and type IV = specialized pollen feeders and generalists predators.

In perennial agro-ecosystems, like orchards, generalist phytoseiid species tend to be the most abundant species. It is the case in citrus orchards of the Mediterranean area where phytoseiid mite communities are characterized by the dominance of the following generalist Phytoseiidae species: Euseius stipulatus (Athias-Henriot) , Neoseiulus californicus (McGregor), Amblyseius andersoni (Chant) , Iphiseius degenerans (Berlese) , Typhlodromus (Typhlodromus ) phialatus Athias-Henriot and Typhlodromus (Typhlodromus ) exhilaratus Ragusa (McMurtry 1977, Kreiter et al. 2002a, Pereira et al. 2006, Abad-Moyano et al. 2009, Sahraoui et al . 2012a , 2012b). Generalist predators can feed on a wide range of food substances including various preys, pollen, plant exudates, fungi … (McMurtry 1992, Duso et al. 1997, Castagnoli and Simoni 1999, Addison et al. 2000, Broufas and Koveos 2000, Kreiter et al. 2002b, Madinelli et al. 2002, Duso et al. 2003, Villanueva and Childers 2004, Bouras and Papadoulis 2005, Bermudez et al . 2010). Narrow relationships between generalist predatory mites and plant supports have been well documented, especially between species diversity and leaf characteristics (i.e. Walter 1992, Karban et al. 1995, Kreiter et al . 2002b, Villanueva and Childers 2006, Tixier et al. 2007). In this regard, plant management has been reported to affect the abundance and diversity of predatory mites in agro-ecosystems (Landis et al. 2000, Landis and Wratten 2002).

Several studies have for instance shown how the management of neighbouring vegetation around perennial crops could affect Phytoseiidae occurrence and improve biological control success (i.e. Tuovinen and Rokx 1991, Coli et al . 1994, Tuovinen 1994, Barbar et al . 2006, Tixier et al. 2006). Less numerous studies have shown how the management of plant diversity

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Chapitre V- Etude de l’effet du mode de gestion de l’enherbement sur les Phytoseiidae inside the crops could affect abundance and diversity of Phytoseiidae (Nyrop et al. 1994, Aguilar-Fenollosa et al. 2008, Mailloux et al. 2010, De Villiers and Pringle 2011). However, few studies have focused on the effect of weed management practices on Phytoseiidae dynamics (Rock and Yeargan 1973, Hislop and Prokopy 1981, Kreiter et al. 1993, Stanyard et al. 1997) and especially in citrus orchards (Pereira et al. 2006, Aguilar-Fenollosa et al. 2008, Mailloux et al. 2010, Aguilar-Fenollosa et al. 2011, Sahraoui et al. 2012b).

The first objective of the present study was thus to compare abundance and diversity of phytoseiid mites in two weed managed systems (weeds destroyed by ploughing and not destroyed weeds) within a citrus orchard in Tunisia planted with three citrus species. One key factor of the effect of weed management on mite communities is the movements between trees and the inter-rows. The present study thus aims to determine how movements of both phytophagous and predatory mites can be affected by weed management.

Several authors have studied the effect of ground cover management on dispersal of phytophagous mites between ground cover and trees. Migration of phytophagous mites to trees seems to be enhanced by the presence and abundance of some plant species, favourable to those mites (Meagher and Meyer 1990, Flexner et al. 1991, Kreiter et al. 1991, Alston 1994). Furthermore, the use of herbicide has been shown to increase dispersal of phytophagous mites to trees (Flexner et al. 1991, Kreiter et al. 1991, 1993, Alston 1994, Hardman et al. 2005, 2011). However, very few studies deal with the effect of weeds management on the movements of Phytoseiidae between trees and weeds (Kreiter et al. 1991, 1993). The few works focusing on this topic, showed (i) a positive correlation between the densities of Phytoseiidae in ground cover and trees and (ii) that phytoseiid mites migration is affected by the ground cover composition and management (Johnson and Croft 1981, Alston 1994, Jung and Croft 2001, Sahraoui et al. 2012 b). These latter studies are however clearly still insufficient to completely characterize dispersal of phytoseiid mites and the effect of weed management on mite communities.

The present study thus aims to characterize these exchanges with a comparison between three citrus species crops with two different weeding modalities.

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Chapitre V- Etude de l’effet du mode de gestion de l’enherbement sur les Phytoseiidae

Material and methods

Citrus orchards considered

This study was conducted in a citrus orchard of the INPFCA (Institut National Pédagogique et de Formation Continue Agricole) of about 1 ha (planting density 3.5 x 4 meters) situated at Sidi Thabèt in the North of Tunis (Longitude 36°90’ N, Latitude 10°04’ E) in Tunisia. The orchard was planted with three citrus species ( Citrus sinensis [L] Osbeck cv. maltaise, Citrus clementina Hort. ex Tanaka and Citrus limetta Risso). The climate of this region is dry to semi-arid marked by irregular precipitations, with an annual rainfall average ranging from 300 to 600 mm. This experiment was conducted during the summer season characterized by a relatively high temperature and low relative humidity (Fig. 1). No pesticide treatment was applied during the period of the experiment.

Figure 1. Climate data in the experimental orchard during the trial (station of Carthage), T min and T max indicate respectively the minimal and maximal temperatures and HR the relative humidity

Experimental design The experimental orchard was divided in twelve plots of ten trees each (about 100 m²). Each of the three citrus species was planted in four of these twelve plots; two replicates of the two modalities of weed management studied were performed for each citrus species (Fig. 2). The weed management strategies studied were (i) modality 1: no weed management, and (ii) modality 2: weed destroyed by ploughing once, the 1st of June, 2011.

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Chapitre V- Etude de l’effet du mode de gestion de l’enherbement sur les Phytoseiidae

Figure 2. Experimental device showing the distribution of traps and experimental plots

Estimation of ground cover composition Phytoseiid mites were sampled on plant species in the inter-rows. The table 1 lists the plants sampled and their occurrence. Occurrence was evaluated by dividing the number of quadrats in which the plant was present by the total number of quadrats multiplied by 100.

Table 1: Plants collected in the citrus orchard floor during the trial and their relative occurrence in the different experimental plots and the percentage of the presence of Phytoseiidae in each weed species. S1: C. sinensis cv. maltaise, S2: C. clementina , S3: C. limetta .

Occurrence of Occurrence of Occurrence of Occurrence of Weed species the plant in the the plant in the the plant in the Phytoseiidae on plots S1 ( %) plots S2 ( %) plots S3 ( %) the plant (%) Chenopodium murale L. 3 6 0 100 Amaranthus retroflexus L. 3 0 33 92 Chenopodium album L. 19 6 3 80 Cynodon dactylon (L.) Persoon. 11 8 11 82 Convolvolus arvensis L. 56 58 39 65 Emex spinosa (L.) Campd. 17 11 0 90 Phyllostachy s sp. 3 0 0 100 Phaseolus vulgaris L. 6 0 0 100 Cyperus esculentus L. 8 3 8 14 Bromus rigidus Roth. 0 11 0 100 Ecballium elatrium (L.) 0 0 6 67 Malva sp. 0 22 3 60 Solanum nigrum L. 11 25 61 46 Conyza canadensis L. 3 3 11 83 Arisarum vulgare Targ.-Tozz. 0 0 6 50 Hordeum murinum L. 0 3 0 100 Lolium sp. 14 11 0 44 Bromus hordeaceus L. 3 0 0 100 Beta vulgaris L. sub-sp. maritima 0 0 3 100

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Chapitre V- Etude de l’effet du mode de gestion de l’enherbement sur les Phytoseiidae

Mite sampling Samplings were carried out once a week from 11-V-2011 to 30-VII-2011. In each of the twelve plots, 30 leaves were randomly collected on trees and all the weeds included in a quadrat of 30 x 30 cm randomly defined were sampled. One quadrat was collected for each plot at every sampling date, i.e. six quadrats for each weeding modality.

Citrus leaves and weeds were transported in plastic bags in freezing boxes to the laboratory. Mites were then collected from citrus leaves using a fine hair brush after counting the phytoseiid mites on each citrus leaf, and from weeds using the dipping-checking-washing- filtering method (Boller 1984). All the mites collected during the study were mounted on slides using Hoyer’s medium for further identification with a phase contrast microscope (Leica DLMB, Leica Microsystèmes SAS, Rueil-Malmaison, France). The generic classification of Chant and McMurtry (2007) and other specific literature for species determination were used to identify the Phytoseiidae species (Ferragut et al . 2009, Papadoulis et al. 2009). Mites of the family Tetranychidae were counted but not identified in this study.

Traps As a previous survey showed that dispersal between citrus trees and weeds occur essentially with an ambulatory way (Sahraoui et al. 2012 b), we only focused on this type of dispersal. It was surveyed by traps installed the 12-V-2011 around the tree trunks. A total of twelve traps were used (one per plot). The traps used are the same as those used and described in Sahraoui et al. (2012 b); they were first defined by Koike and Nemoto (2000) and then used and adapted by several authors to study the population’s size of overwintering phytoseiid mites (Koike and Nemoto 2000, Kawashima and Amano 2006, Toyoshima et al. 2006). The traps were replaced every week, placed into plastic bags and transported in freezing boxes to the laboratory. Mites were counted using a stereoscopic microscope, then collected and identified.

Statistical analyses The thirty citrus leaves collected in each plot were considered as replicates to compare the densities of mites between the different modalities and citrus species. Each quadrat was also considered as a replicate to compare the Phytoseiidae densities in weeds. Each trap represents a replicate to compare the captured Phytoseiidae numbers (six replicates for each weeding modality at each sampling date when the three citrus species are grouped).

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Chapitre V- Etude de l’effet du mode de gestion de l’enherbement sur les Phytoseiidae

A non-parametric ANOVA (Kruskal-Wallis) and a post-hoc mean comparison test were first carried out to determine the effect of citrus species on the number of phytoseiid mites independently of the weed management strategy. Then the effect of weed management strategies on Phytoseiidae abundance on trees, in weeds and caught (in both directions) was studied for all the species grouped and for each citrus species, separately. For this, non- parametric statistical tests of Mann–Whitney U-test were used. Then, simple regression tests between the mean Phytoseiidae densities on citrus trees, in weeds and captured were carried out first for the three citrus species grouped then for each citrus species. All the statistical analyses were performed using Statistica version 9 (Statsoft 2010).

Species richness (S: number of species), Simpson’s diversity values (1-D) and evenness (E) (Simpson 1949) were used to evaluate and compare the diversity of Phytoseiidae on trees, weeds and in traps; these indexes were calculated using the free statistical software ‘Past’ (Hammer et al. 2001). The value of Simpson’s diversity index ranges between 0 and 1, a value of 1 represents an infinite diversity and a value of 0, no diversity. The evenness (equitability) ranges between 0 and 1 with 1 being complete evenness.

Results

Phytoseiidae diversities

Fourteen Phytoseiidae species were identified from 1,782 (1,165 adults) specimens collected on citrus, wild cover and in traps (Table 2). On citrus trees, seven species were identified. The three most abundant ones were E. stipulatus (251 specimens), I. degenerans (97 specimens) and T. (T. ) exhilaratus (62 specimens). The four other species: T. (T. ) phialatus (7 specimens), Typhlodromus (Anthoseius ) rhenanoides Athias-Henriot (1 specimen), Neoseiulus cucumeris (Oudemans) (1 specimen) and Neoseiulus barkeri Hughes (7 specimens) were quite rare. The species richness (number of species) on the three citrus species was quite similar. The Simpson’s diversity index was higher (0.79) on C. limetta than on the two other citrus species (0.37 and 0.31) showing a better equitability (Table 3). For the citrus species C. sinensis ‘maltaise’ and C. clementina , no effect of the weeding on the Phytoseiidae diversity was observed, Euseius stipulatus being the dominant species whatever the weed management strategy (table 3).

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Chapitre V- Etude de l’effet du mode de gestion de l’enherbement sur les Phytoseiidae

Table 2: List of Phytoseiidae and their associated host plants collected during the trial Weed species Phytoseiidae species Chenopodium murale L. T. exhilaratus (31), E. stipulatus (2), P. persimilis (1) Amaranthus retroflexus L. T. exhilaratus (45), E. stipulatus (4), I. degenerans (3), T. phialatus (4), N. cucumeris (1) Chenopodium album L. T. exhilaratus (192), E. stipulatus (74), T. phialatus (19), N. californicus (1), N. cucumeris (6), N. longilaterus (5), N. paspalivorus (1) Cynodon dactylon (L.) T. exhilaratus (4), N. cucumeris (6), N. longilaterus (3) Persoon. Convolvolus arvensis L. T. exhilaratus (20), E. stipulatus (11), I. degenerans (10), T. phialatus (3), P. persimilis (22), N. californicus (7), N. cucumeris (2), N. longilaterus (1), N. barkeri (1) Emex spinosa (L.) Campd. T. exhilaratus (6), E. stipulatus (10) Phyllostachy s sp. T. exhilaratus (1), E. stipulatus (1) Phaseolus vulgaris L. T. exhilaratus (2) Cyperus esculentus L. T. exhilaratus (5), T. phialatus (4) Bromus rigidus Roth. T. exhilaratus (1), E. stipulatus (3), N. californicus (4), N. longilaterus (2) Ecballium elatrium (L.) T. exhilaratus (13) Malva sp. T. exhilaratus (8), E. stipulatus (1), T. phialatus (6), P. persimilis (1) Solanum nigrum L. T. exhilaratus (25), E. stipulatus (19), I. degenerans (69), T. phialatus (5), P. persimilis (3), N. californicus (1) Conyza canadensis L. T. exhilaratus (9), T. phialatus (4) Arisarum vulgare Targ.-Tozz. E. stipulatus (1), I. degenerans (2) Hordeum murinum L. T. exhilaratus (2) Lolium sp. E. stipulatus (2), N. longilaterus (1) Bromus hordeaceus L. N. longilaterus (1) Beta vulgaris L. sub-sp. I. degenerans (4) maritima

The phytoseiid mite diversity on the citrus species C. limetta was different in the two weed management modalities. In the modality where weeds were not destroyed, Simpson diversity index (1-D = 0.25) and the equitability index (E = 0.35) were low and the dominant species was I. degenerans (86 %). In the modality where weeds were ploughed, the diversity and evenness indices were higher (1-D = 0.61; E = 0.78) and the dominant species was E. stipulatus (52.3 %).

In the wild ground cover (weeds), the seven species found on citrus trees were also found with four other species: Phytoseiulus persimilis Athias-Henriot, N. californicus , Neoseiulus longilaterus Athias-Henriot and Neoseiulus paspalivorus (De Leon). The three most abundant species on weeds were those also prevailing on citrus. However the dominant species on

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Chapitre V- Etude de l’effet du mode de gestion de l’enherbement sur les Phytoseiidae weeds was T. (T. ) exhilaratus (52 %), instead of E. stipulatus (59 %) on citrus (Table 2). Typhlodromus (T. ) exhilaratus was found on 15 plant species among the 19 collected in this trial. However, it was only especially abundant on some plants as Chenopodium album L., Amaranthus retroflexus L., and C henopodium murale L. (Table 2). Chenopodium album was the richest plant; it sheltered seven phytoseiid species and almost 45 % of the total number of Phytoseiidae found in this trial (Table 1).

On weeds, the same Phytoseiidae species were found in the two modalities. However, the specific composition in the modality without weed management was more equilibrated (E = 0.71) and the diversity index higher (1-D = 0.66) in comparison with the modality with weed management (E = 0.58, 1-D = 0.56) (Table 3). The most prevalent species in the modality without weed management were: I. degenerans (37 %) and T. (T. ) exhilaratus (36 %) and with weed management T. (T. ) exhilaratus become the dominant species (60 %).

Species caught

Five phytoseiid species were captured in the traps around the tree trunks: T. (T. ) exhilaratus (19 specimens), T. (T. ) phialatus (7 specimens), Typhlodromus (A. ) pegazzani Ragusa and Swirski (10 specimens), Typhlodromus (Anthoseius ) foenilis Oudemans (5 specimens), Typhlodromus (T. ) ernesti Ragusa and Swirski (1 specimen) (table 3). All the stages were captured in traps (female: 80 %, male: 11 % and immature: 9 %).

The dominant species was T. (T. ) exhilaratus (46 %) which was also the dominant species in weeds. It was captured in the three citrus species. No I. degenerans neither E. stipulatus specimens were caught in this experiment. The diversity of Phytoseiidae captured was the highest within the orchard planted with C. limetta with or without weed management (5 phytoseiid species).

Phytoseiidae densities

On citrus, Phytoseiid mites densities were not significantly different between the three citrus species considered (Z = 0.79, P = 0.46) (Fig. 3a).

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Chapitre V- Etude de l’effet du mode de gestion de l’enherbement sur les Phytoseiidae

Table 3: Species composition and diversity indices of Phytoseiidae with weed management (WM) and without WM in weeds, traps and citrus trees for the three citrus species (N: total number of adult individuals, S: species richness, 1-D: Simpson’s diversity index, E: equitability index). Citrus trees Traps Weeds C. sinensis ' maltaise' C. clementina C. limetta C. sinensis ' maltaise' C. clementina C. limetta without without with without without without without without WM with WM WM WM WM with WM WM with WM WM with WM WM with WM WM with WM E. stipulatus 21 105 31 68 37 60 1 56 0 0 0 0 0 0 I. degenerans 81 9 2 1 2 2 62 28 0 0 0 0 0 0 T. exhilaratus 78 286 13 11 6 5 8 21 1 3 1 5 1 8 T. phialatus 7 43 0 2 2 0 1 2 1 0 0 0 5 4 N. barkeri 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 N. cucumeris 1 12 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 N. californicus 2 11 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 P. persimilis 22 5 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 N. longilaterus 4 7 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 N. paspalivorus 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 A. rhenanoides 0 0 0 0 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 A. foenilis 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 4 T. ernesti 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 A. pegazzani 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 10 N 217 479 46 82 50 67 72 107 2 4 1 5 7 26 S 9 9 3 4 6 3 4 4 2 3 2 2 4 5 1-D 0.71 0.58 0.46 0.29 0.43 0.19 0.24 0.62 0.5 0.6 0.5 0.5 0.61 0.68 E 0.66 0.56 0.69 0.41 0.52 0.36 0.35 0.79 1 0.89 1 1 0.79 0.84

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Chapitre V- Etude de l’effet du mode de gestion de l’enherbement sur les Phytoseiidae

Figure 3. Mean Phytoseiidae densities with WM and without WM in weeds, traps and the three citrus species

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Chapitre V- Etude de l’effet du mode de gestion de l’enherbement sur les Phytoseiidae

Effect of weed management on citrus . Phytoseiidae mean densities on citrus trees (three species grouped) were significantly different according to the weed management modality (Z = - 2.53, P = 0.011). They were significantly higher when weeds were ploughed than they were not (Fig. 4). However, this effect was only observed for C. sinensis cv. maltaise (Z = - 2.73, P = 0.006) (for C. clementina Z = - 0.66, P = 0.50 and for C. limetta Z = - 0.99, P = 0.32), the mean number of Phytoseiid mites being significantly higher with weed management (0.24 Phytoseiid/leaf = Ph/ l) than without (0.11 Ph/ l) (Fig. 3a).

When the effect of weeding management is studied date by date, an effect of the modality was observed for some of them. During three weeks after the weeding (06-IV to 22-VI-2011), the mean densities of Phytoseiidae in orchards with ploughed weeds were significantly higher than in orchards with no ploughed weeds. For C. sinensis cv. maltaise this effect was observed on the 06-VI- 2011 (Z = - 0.96, P = 0.04) and 22-VI-2011 (Z = - 2.43, P = 0.012), for the species C. clementina on the 06-VI- 2011 (Z = - 2.64, P = 0.008) and for C. limetta on the 14-VI- 2011 (Z = - 2.03, P = 0.04).

Effect of weed management on weeds . Even if the number of Phytoseiidae on weeds was higher in the modality with ploughing ground (Fig. 3b), this difference was not significant when all the citrus were grouped (Z = - 0.35, P = 0.72) as well as for every citrus species ( C. sinensis cv. maltaise: Z = - 0.78, P = 0.43; C. clementina : Z = 0.71, P = 0.47; C. limetta : Z = - 0.25, P = 0.79).

Effect of weed management on traps .The mean number of Phytoseiidae dispersing from weeds to trees was significantly higher than those dispersing from trees to weeds in the two weeding modality: with weeding (Z = 4.80, P = 0.02) and without weeding (Z = 6.97, P = 0.008). When analysing this dispersal in each citrus species, such difference was only observed for C. sinensis cv. maltaise (Z = 6.39, P = 0.011) and C. clementina (Z = 4.15, P = 0.04). For C. limetta no difference was observed (Z = 2.68, P = 0.10) (Fig. 3c).

No global significant effect of the weed management modalities was observed on the mean densities of Phytoseiidae dispersing from weeds to the trees (Z = 0.033, P = 0.85) or from trees to weeds (Z = 0.035, P = 0.55). An effect of the sampling date was observed for the number of phytoseiid mites rising up to the citrus trees (Z = 29.89, P = 0.000) which was

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Chapitre V- Etude de l’effet du mode de gestion de l’enherbement sur les Phytoseiidae higher in the modality with weed management than without at the dates 06 and 14-VI-2011, i.e. 6 and 14 days after the ploughing (for the three citrus species grouped).

The unique significant correlation between the densities of Phytoseiidae in traps, trees and weeds was observed between the number of Phytoseiidae in citrus trees and on weeds (R² =

0.26, F (1.24) = 18.26, P = 0.008) in the modality with weed management. However, this correlation was only observed in the species C. sinensis cv. maltaise (R² = 0.58, F (1.16) = 22.41, P = 0.0002).

Figure 4. Mean densities of Phytoseiidae with and without weed management in the three levels: weeds, traps and citrus trees

Discussion

In this survey, 1,165 adult specimens of fourteen species of Phytoseiidae were identified on citrus trees, weeds (19 plant species) and in traps, most of them being generalist predators (McMurtry and Croft 1997) (table 2). The dominance of generalist Phytoseiidae in citrus orchards was observed by many authors in the Mediterranean countries (McMurtry 1977, Kreiter et al. 2002a, Pereira et al. 2006, Abad-Moyano et al. 2009, Sahraoui et al . 2012a , 2012b) and in studies carried out in Florida (Childers and Denmark 2011) both in citrus trees and ground covers. Two species dominated on citrus trees, I. degenerans on the species C. limetta and E. stipulatus on the two other citrus species. Euseius stipulatus (type IV predator) was also reported as the most abundant species in citrus orchards in Spain (Ferragut et al.

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1992, Kreiter et al. 2002a, Aucejo et al. 2003, Abad-Moyano et al. 2009, Aguilar-Fenollosa et al. 2011), in Mediterranean countries in general (McMurtry 1977) and especially in Tunisia (Kreiter et al. 2002a, Sahraoui et al. 2012a, 2012b). Iphiseius degenerans (type III predator), was recorded as much less abundant as E. stipulatus in the Tunisian citrus orchards (Sahraoui et al. 2012a). The species mainly caught was T. ( T.) exhilaratus , and this species was also dominant on weeds in the inter-rows, suggesting thus a link between Phytoseiidae mites on weeds and those dispersing along the trees. However, the prevailing species dispersing on trees is not the prevailing that settle on citrus trees.

Higher diversity and abundance of Phytoseiidae were observed in weeds than on citrus. This can be explained by the fact that ground cover may constitute a more complex and less disturbed habitat, providing a higher diversity of alternative foods (Tuovinen and Rokx 1991, Barbar et al. 2005, Fadamiro et al. 2008, 2009). Weeding modality studied in this experiment did not significantly affect the Phytoseiidae densities on weeds even if the number of Phytoseiidae was higher in the weeds kept on the rows in the modality with weed management. This can be explained by the presence of some plant species as C. album , on which the number of Phytoseiidae collected was very high, independently of the weeding modality.

Indeed, some weed species have been found to be particularly favourable to Phytoseiidae especially C. album, S. nigrum and C. arvensis . In this trial, no tetranychid mite was collected on citrus trees neither caught but they were found in weeds especially on two plants: S. nigrum and C. arvensis, already reported to be favourable to Tetranychidae (Aucejo et al. 2003). The tetranychid mites found on S. nigrum (483 specimens) and C. arvensis (375 specimens) could thus explain the high number of phytoseiid mites observed on those two plant species and the presence of some specialist Phytoseiidae species (types I and II) . However, the low number of Tetranychidae found on C. album (34 specimens) do not explain the high densities of phytoseiid mites on this plant (45 % of the total number of Phytoseiidae observed on weeds) suggesting the presence of other food resources such as pollen and thrips (Rodriguez et al. 2005) especially Frankliniella occidentalis (Pergande) (Miliczky and Horton 2011) a common Thripidae in the Tunisian citrus orchards (Belaam and Boulahia 2012) could affect Phytoseiidae density. Some plant species seem to be more suitable to some species of Phytoseiidae (table 2); especially C. album , C. murale and A. retroflexus for T. (T. ) exhilaratus and E. stipulatus and S. nigrum for I. degenerans . Many authors reported that occurrence of Phytoseiidae on some plants is determined by narrow relationships between -124-

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Phytoseiidae and leaf characteristics (McMurtry and Croft 1997, Kreiter et al . 2002, Villanueva and Childers 2006) and/or pollen occurrence (Addison et al. 2000, Broufas and Koveos 2000, Boufras and Papadoulis 2005, Bermudez et al. 2010). However, T. (T. ) exhilaratus was found on a large number of host plants with different leaf structures (15 among the 19 weed species identified), suggesting that this specific relationship is not necessary true for T. ( T. ) exhilaratus (Rezende and Lofego 2011). In the same way, Phytoseiidae species were different between the three citrus species presently studied; the species composition was similar in C. clementina and C. sinensis cv. maltaise with the dominance of E. stipulatus and was clearly different in the species C. limetta characterized by the dominance of I. degenerans .

A study carried out by Villanueva and Childers (2006) also showed quite similar results: preference of Iphiseiodes quadripilis (Banks) for Citrus paradisi (MacFadyen) compared with C. sinensis . However, factors affecting these relationships are unknown. Iphiseius degenerans feeds on a wide range of food such as thrips larvae (Messelink et al. 2005), spider mites (Nwilene and Nachman 1996, Vantornhout et al. 2004) and pollen (van Rijn et al. 1999). Spider mites were not found in this citrus variety during this trial, so the presence of other food resources such as thrips or pollen could be hypothesised (Conti et al. 2001, Vantornhout 2006). However, E. stipulatus can feed on this kind of food, as well. Furthermore, Iphiseius degenerans was the dominant species on C. limetta only in the modality without weed management. With weed management, an increase of the number of E. stipulatus was observed on the trees between 06 and 14-VII- 2011. Such an observation is not linked to the species trapped as no E. stipulatus was caught. The hypothesis that migration from weeds changed the diversity in the trees was not confirmed but also not excluded since the number of traps used may be insufficient to characterize the importance of the migrating phytoseiids.

The ambulatory dispersal of Phytoseiid mites between weeds and trees was emphasized in this study, confirming results obtained in some other experiments carried out in apple orchards (Johnson and Croft 1981, Alston 1994) and in citrus orchards (Sahraoui et al. 2012b). The present study confirmed also the results obtained by Sahraoui et al. (2012b), who showed that Phytoseiidae can move simultaneously in both directions and that the number of Phytoseiidae moved upward is higher than that moving downward. As in other studies (Johnson and croft 1981, Koike and Amano 2000, Sahraoui et al . 2012b), the sex-ratio of mites captured reflects that of the Phytoseiidae in the agro-systems, confirming that all the

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Chapitre V- Etude de l’effet du mode de gestion de l’enherbement sur les Phytoseiidae stages have probably similar ambulatory dispersal ability along the trunk (Sahraoui et al . 2012b).

Considering the effect of the two weeding practices, the densities of Phytoseiidae in citrus trees were significantly higher in the ploughed ground modality, suggesting that this weeding strategy could enhance the migration of phytoseiid mites from the ground to the citrus trees during the two or three weeks after weeding. This confirms the results of a similar experiment carried out by Sahraoui et al . (2012b) in a Tunisian citrus orchard.

A correlation was found between the densities of Phytoseiidae on weeds and citrus trees in the modality with weed management, also confirming the results of some studies carried out in citrus orchards by Aguilar-Fenollosa et al. (2011) and Sahraoui et al. (2012b). Furthermore, the number of the prevailing species caught increased in citrus trees with weed management. Densities of Phytoseiidae moving upward were higher in the modality with ploughed ground only during the 2 weeks after the weeding. In the ploughed ground modality, phytoseiid mites could have escaped from unfavourable conditions and moved up on the trunk, explaining both the high densities of Phytoseiidae collected under the trees, trapped and also found on trees in this modality. Indeed, some studies have shown that the main factors affecting the ambulatory dispersal was the deprivation of food and high temperatures which result in an increase in the walking speed of mites (Johnson and Croft 1981, Auger et al . 1999).

Conclusion

This experiment provides some information about the effect of plant species on the phytoseiid mites present in the agro-ecosystem. Significant effects of citrus species and weeding practices have been showed both on the densities and the diversity of Phytoseiidae. The modality ‘weeding by ploughing the ground’ seems to favour the dispersal of phytoseiid mites from weeds to citrus trees and the densities of Phytoseiidae on citrus trees since the number of captured Phytoseiidae in this modality was significantly higher than in the modality without weed management. The effect of weeding on the diversity of Phytoseiidae observed only in C. limetta suggests that the response of Phytoseiidae according to the weeding strategies can vary according to the citrus species considered. Additional studies with more weeding modalities and for longer period are suggested to better understand the interaction of Phytoseiidae with their habitats and to study the effect of habitat management on biological

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Chapitre V- Etude de l’effet du mode de gestion de l’enherbement sur les Phytoseiidae control success (effect of plantation of species with rich phytoseiid diversity or supporting high densities).

Acknowledgements

We thank Nesrine Tersim from the INAT for her support during the field experiment. We thank also Sabine Guichou and Martial Douin from UMR CBGP for their help during mountings and identifications of Phytoseiidae.

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1.3 Conclusion

Quatorze espèces de Phytoseiidae ont été identifiées. Trois espèces étaient dominantes sur les arbres: E. stipulatus , I. degenerans et, dans une moindre mesure, T. (T.) exhilaratus , alors qu’une espèce était prépondérante sur les plantes adventices et dans les pièges: T. (T.) exhilaratus . La dispersion ambulatoire des Phytoseiidae entre les arbres et les plantes dans le sol a été confirmée. Les Phytoseiidae peuvent se déplacer simultanément dans les deux directions et le nombre des Phytoseiidae se dispersant du sol vers la canopée est plus élevé que celui de ceux qui se déplacent vers le sens opposé dans la modalité avec désherbage. Tous les stades ont été capturés dans les pièges et semblent avoir une capacité de dispersion ambulatoire semblable.

Nous avons observé que le labour semblait favoriser la dispersion des Phytoseiidae des plantes adventices vers les arbres.

La dominance des Phytoseiidae généralistes dans les vergers d'agrumes a été également observée dans cette expérience. Deux espèces ont dominé sur les agrumes : I. degenerans sur C. limetta et E. stipulatus sur les deux autres espèces d'agrumes. Or, l'espèce principalement capturée dans les pièges était T. (T.) exhilaratus et c’est également cette espèce qui était dominante sur les plantes couvrants le sol, suggérant ainsi un lien entre les Phytoseiidae sur les adventices et ceux se dispersant le long des arbres. Cependant cette espèce n’était pas abondante sur les arbres ce qui soulève des interrogations sur l’existence d’une compétition avec les espèces dominantes qui pourrait empêcher cette espèce de s’installer sur les arbres. L'effet du labour a été observé sur une seule espèce d'agrumes « Citrus limetta » sur laquelle la densité d’ E. stipulatus a significativement augmenté après le désherbage.

De même que pour les résultats présentés dans le chapitre 4, une diversité plus élevée et une plus grande abondance des Phytoseiidae ont été observées sur les plantes adventices que sur les arbres avec une préférence observée de quelques espèces de Phytoseiidae vis-à-vis de quelques espèces adventices. Afin de compléter les résultats obtenus, un deuxième essai a été réalisé, dans lequel d’autres moyens de gestion de l’enherbement ont été étudiés.

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2. ETUDE DE L’EFFET DE QUATRE MODES DE GESTION DE L’ENHERBEMENT SUR LA DIVERSITE ET L’ABONDANCE DES PHYTOSEIIDAE

2.1 Introduction

Cette expérimentation a pour objectif de comparer l’effet de quatre modes de désherbage (chimique, fauchage, labour, couvert naturel) sur la diversité et la densité des Phytoseiidae, sur les arbres, sur la couverture herbacée entre les rangs et se dispersant le long des troncs des arbres. Les modes de conduite choisis sont ceux les plus utilisés par les producteurs d’agrumes tunisiens et donc considérés ici comme représentatifs, d’après l’enquête présentée dans le chapitre 4. Les résultats de cette expérimentation sont présentés dans l’article 5 ci- dessous.

2.2 Article 5

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Article 5- Effect of weed management on the density, diversity and dispersal of predatory mites (Acari: Phytoseiidae) in Tunisian citrus orchards (Experimental and Applied Acarologie, accepté)

Hajer Sahraoui 1,2 , Marie-Stéphane Tixier 2, Kaouthar Lebdi Grissa 1, Nesrine Tersim 1, Serge Kreiter 2

1- Institut National Agronomique de Tunisie, Laboratoire de protection des plantes, 43 Avenue Charles Nicolle, 1082 Tunis Mahrajène, Tunisia

2- Montpellier SupAgro, Unité Mixte de Recherche CBGP (INRA / IRD / CIRAD / SupAgro), Campus International de Baillarguet, CS 30 016, 34988 Montferrier-sur-Lez cedex, France

Corresponding author to whom correspondence should be sent: [email protected]

Abstract The densities and diversity of Phytoseiidae were surveyed weekly during ten weeks in 2011 on citrus trees and weeds in an experimental Tunisian citrus orchard within four weed management strategies: spontaneous natural vegetation, weeds treated with herbicide glyphosate, mown weeds and ploughed ground. Aerial and ambulatory dispersal between trees and weeds was also assessed using water and trunk traps. Nine species of Phytoseiidae were found, the prevailing one being Euseius stipulatus, both on citrus trees (97 %) and in wild cover (62 %) . It was also the main species caught in the ambulatory traps on the citrus trunk (67 %), suggesting the existence of ambulatory dispersal of Phytoseiidae between trees and weeds. This dispersal was observed in the two directions: trees to wild cover and wild cover to trees. Correlations between the densities of phytoseiid mites present in weeds, on citrus trees and captured in traps were observed. The densities of Phytoseiidae caught along the trunk were significantly higher in the modality ploughed ground. Lower Phytoseiidae densities on citrus trees were observed in the modality glyphosate, whereas no difference was observed between the three other modalities. Diversity of Phytoseiidae on trees and on weeds was not affected by weed management strategies. The modality ploughed ground was the most encouraging modality in regards to dispersal and the densities of Phytoseiidae on citrus trees. Additional studies during longer period and considering more traps are planned in order to better characterize the direct effect of managing the habitats on biological control.

Keywords: citrus; Phytoseiidae; dispersal; weed management; dispersal

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Introduction

In Tunisia, citrus trees can be damaged by many serious pests, especially phytophagous mites. A survey in Tunisian citrus orchards (Kreiter et al . 2002) revealed the presence of four species of Tetranychidae mites ( Tetranychus urticae Koch, Panonychus citri [McGregor], Tetranychus turkestani Ugarov and Nicholski and Eutetranychus orientalis Klein), one Tenuipalpidae species (Brevipalpus lewisi McGregor) and two Eriophyidae species ( Aceria sheldoni [Ewing], Phyllocoptruta oleivorus [Ashmead]). Several species of the family Phytoseiidae are known to be efficient natural enemies of phytophagous mites, thrips and other small insects in various crops all over the world, including citrus orchards (McMurtry and Croft 1997). The main Phytoseiid species reported on citrus in the Mediterranean region are Euseius stipulatus (Athias-Henriot), Neoseiulus californicus (McGregor) and Phytoseiulus persimilis Athias-Henriot. Other species as Paraseiulus talbii (Athias-Henriot), Iphiseius degenerans (Berlese), Typhlodromus (Typhlodromus ) athiasae Porath and Swirski and Typhlodromus (Typhlodromus ) phialatus Athias-Henriot have also been reported from these agrosystems but in a lesser extent (McMurtry 1977; Abad-Moyano et al. 2009a; Sahraoui et al . 2012).

Phytoseiids are naturally present in agrosystems, most of them are generalist predators and can survive and develop when preys are absent, feeding on nectar and/or pollen (Ferragut et al. 1987; Castagnoli and Simoni 1990; van Rijn and Tanigoshi 1999; Madinelli et al. 2002; Vantornhout et al. 2004, 2005). Their presence can be affected by plant species and cultivars due to their narrow relationships with leaf characteristics of their plant support (i.e. Kreiter et al . 2002; Villanueva and Childers 2006; Rezende and Lofego 2011). Several studies have shown the positive impact of plant diversification within crops on the diversity of natural enemies (Altieri 1982, 1995), including Phytoseiidae in apple and citrus orchards (i.e. Tuovinen and Rokx 1991; Coli et al . 1994; Tuovinen 1994; Mailloux et al. 2010) and vineyards (i.e. Barbar et al . 2006; Tixier et al. 2006; De Villiers and Pringle 2011). Habitat management can thus be considered a subset of conservation biological control methods that alter habitats to improve availability of resources required by predators (Addison et al. 2000; Landis et al. 2000). Very few studies aimed to determine the impact of the inter-rows management on the abundance and diversity of Phytoseiidae. Some report a positive effect on the density and diversity of Phytoseiidae of plants sown or naturally occurring in the inter- rows in apple (Alston 1994; Coli et al. 1994; Nyrop et al. 1994; Tuovinen 1994; Stanyard et

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Chapitre V- Etude de l’effet du mode de gestion de l’enherbement sur les Phytoseiidae al . 1997) and citrus orchards (Pereira et al. 2006; Aguilar-Fenollosa et al. 2008, 2011; Mailloux et al. 2010). Others have shown that the use of herbicides in inter-rows has directly detrimental effects on Phytoseiidae in apple orchards (Rock and Yeargan 1973; Hilsop and Prokopy 1981) and vineyards (Kreiter et al. 1993). Much less studies deal with the dispersal of Phytoseiidae between inter-rows and trees, even if it is known that Phytoseiidae disperse by ambulatory and aerial means, depending on many factors such as food availability, temperature and pesticide treatments (Johnson and Croft 1981; Hoy et al . 1985; Dunley and Croft 1990; Alston 1994; Auger et al. 1999; Escudero et al. 1999; Croft and Jung 2001; Rigamonti and Rena 2003; Skirvin and Fenlon 2003).

The present study aims thus to determine the impact of weed management in Tunisian citrus orchards on densities and diversity of Phytoseiidae and to assess dispersal of Phytoseiidae between trees and weeds in four modalities of weed management corresponding to the most used in Tunisia.

Material and methods

Experimental site This study was carried out in an 11 years-old experimental citrus orchard (cv. Clementine) of about 2000 m² (planting density 3.5 x 4 meters), located in Boumhal, region of Morneg, Cap- Bon, Tunisia (Latitude: 36.72° N, Longitude 10.29° E).

The climate of this region is dry to semi-arid marked by irregular precipitations, with an annual rainfall average ranging from 250 to 400 mm (Fig. 1). No pesticide was applied during this experiment.

The experimental orchard was divided in 16 plots (80m² each) each containing nine trees. These plots correspond to the four replicates of the four modalities of weed management studied: Mod.1, spontaneous natural vegetation; Mod.2, weeds once sprayed (02 June 2011) with herbicide glyphosate applied in the strip between the citrus rows; Mod.3, mown weeds once (02 June 2011); Mod.4, ploughed ground on the strips between the citrus rows once (02 June 2011) (Fig. 2). The 16 plots were separated from each other by three or four meters and samplings performed in the center of the plots.

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Figure 1. Climatic data in the experimental orchard during the trial (station météorologique de Mornag), Tmin and Tmax indicate respectively the minimal and maximal temperatures and HR the relative humidity.

Figure 2. Schema of the experimental device and location of the traps within the experimental plot.

Samplings for determining Phytoseiidae density and diversity on trees and weeds Samplings have been carried out once a week from 02 June 2011 (before weed treatments) to 18 August 2011. In each of the 16 plots, 30 leaves were randomly collected on trees, and all the weeds of the inter-rows included in a quadrat of 30 x 30 cm haphazardly defined, were sampled.

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Leaves were transported in plastic bags the same day in freezing boxes to the laboratory. Mites were then counted and collected from citrus leaves using a fine hair brush. As it was impossible to observe the leaves of each weed species, we used the soaking-checking- washing-filtering method (Boller 1984) to extract mites separately from every weed species of each quadrat.

Traps for studying Phytoseiidae dispersal between weeds and trees

Dispersal of phytoseiid mites between weeds and citrus trees was assessed by two types of traps, both installed on 02 June 2011 (before weed treatments), aiming to characterize aerial and ambulatory dispersal. Water traps were used to characterize aerial dispersal from trees to weeds: they consist in basins filled with water, placed under one tree per plot (for a total of 16 traps) (Fig. 3B). These traps have already been used successfully in various studies to characterize Phytoseiidae aerial dispersal (i.e. Tixier et al . 1999, 2002, 2006). The traps were raised one meter above the ground and glue was added under the basin to avoid catching mites coming from weeds. Each week, the water contained in the traps was filtered on 100 µm sieves and mites collected, counted and mounted on slides for identification.

The second kind of trap consists in hooked bands Velcro®, similar to the phyto-traps described by Koike and Nemoto (2000) and used by several authors (Koike and Nemoto 2000; Kawashima and Amano 2006; Toyoshima et al. 2006) to study the population’s size of overwintering phytoseiid mites. They consist in Velcro® (hooked surface) bands and black wool yarn attached to the Velcro®’s hooked surface, all of this stapled on a vinyl-tape (Fig. 3A). The main advantage of these traps comparing to glue systems for instance is that they allow the collection of live material making further identification easier. Two bands were placed around the trunk of 16 randomly selected trees (one per plot) (Fig. 2). The upper and downer bands were separated by glue to distinguish between phytoseiid mites coming from weeds from those coming from the citrus canopy. The Velcro®’s bands were replaced every week. They were placed into plastic bags and transported in freezing boxes to the laboratory. Mites were counted directly on the Velcro®’s bands using a stereoscopic microscope, then collected and identified.

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Species identification All the Phytoseiidae mites collected during the study were mounted on slides using Hoyer’s medium for further identification with a phase contrast microscope (Leica DMLB, Leica Microsystèmes SAS, Reuil-Malmaison, France). The generic classification of Chant and McMurtry (2007) and more specific literature for species determination were used to identify the Phytoseiidae species (Ferragut et al . 2009; Papadoulis et al. 2009).

In order to determine how the presence of preys could affect Phytoseiidae densities, in all the samplings and in the traps, specimens belonging to the Tetranychidae family have been counted, but not determined at species level.

Figure 3. Schemas of the two traps used in the experiment. (a) water traps, (b) hooked band trap.

Data analyses

Mite density. Linear mixed effect model procedure was computed using a Poisson distribution in order to assess the influence of modalities on the mean number of mobile Phytoseiidae per leaf, the total number of Phytoseiidae on weeds and caught in traps with time as a random factor nested in blocks, to correct for pseudo-replication due to repeated measures.

ANOVAs, followed by Newman and Keuls tests when a significant difference was observed, were performed to compare the mean densities of predators between the different treatments

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(on citrus trees, in weeds and traps). Finally, linear simple regression tests between the mean Phytoseiidae densities on citrus trees, in weeds and captured were carried out. All the statistical analyses were performed using Statistica version 9 (Statsoft 2010).

Mite diversity. To compare species diversity on weeds and trees, Simpson’s diversity index was used. This index takes into account the number of species present as well as their relative abundance (Simpson 1949). The value of Simpson’s diversity index ranges between 0 and 1, a value of 1 represents infinite diversity and a value of 0, no diversity.

Results

A total of 463 mites belonging to nine species and six genera were identified during the experiment, two of them being new for the Tunisian fauna (Kreiter et al . 2010): Typhlodromus (Anthoseius ) pegazzani Ragusa and Swirski and Amblyseius meridionalis Berlese. Three species were found on citrus trees, eight on weeds (in the inter-rows) and four in the traps. Euseius stipulatus was the most abundant species on citrus trees, in wild cover and traps (table 1).

Table 1. Weed species on which the Phytoseiidae were collected in all the modalities

Plant species Species of Phytoseiidae (and adult density)

Convolvulus arvensis L. E. stipulatus (8), N. californicus (4), T. (A. ) rhenanoides (2), A. Cynodon dactylon (L.) Persoon. N.meridionalis californicus (1), (12), N. cucumeris (1), T. (A. ) rhenanoides (5) Bromus diandrus Roth. E. stipulatus (1) Hordeum murinum L. N. californicus (3) Solanum nigrum L. E. stipulatus (9), P. persimilis (2) Chenopodium murale L. T. (A. ) rhenanoides (2) Beta vulgaris var. E. stipulatus (19) Amaranthus retroflexus L. E. stipulatus (35), T. ( A. ) rhenanoides (2), N. californicus (3) Cyperus rotundus L. N. californicus (1), N. barkeri (1) Conyza canadensis L. E. stipulatus (12), N. californicus (6) Malva sp. E. stipulatus (1), T. (A. ) rhenanoides (2), T. (T. ) exhilaratus (5) Mercurialis annua L. E. stipulatus (5) Strobilanthes sp. E. stipulatus (2), N. californicus (2)

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Phytoseiidae and Tetranychidae on citrus trees

Densities. Pooling the data obtained for all the dates, Phytoseiidae mean densities were significantly different in the four modalities considered (F(3, 3,4796) = 7.47, P = 0.000). The mean densities were significantly lower on the trees of the Mod. 2 (herbicide treatment) (Fig.

4a). These differences were mainly due to the densities observed on the 09 June (F(3, 476) =

8.19, P = 0.000) and 23 June (F(3, 476) = 3.65, P = 0.01). After this latter date, phytoseiid mite densities decreased in all the modalities (Fig. 5a) and no significant difference in Phytoseiidae densities was observed between the four modalities.

Only three females of Tetranychidae were found on the citrus trees in all the modalities.

Phytoseiidae diversity. Three phytoseiid mite species were found on citrus trees: E. stipulatus, N. californicus and Typhlodromus (Anthoseius ) rhenanoides Athias-Henriot (Table 2). The most abundant species was E. stipulatus (97 %) whatever the inter-rows management. The Simpson’s diversity indexes were low in the four weed management modalities and not notably different. Weed management strategies did not presently affect Phytoseiidae diversity on citrus.

Phytoseiidae and Tetranychidae on weeds

Densities. Although the total number of phytoseiid mites collected during all the experiment was higher in the modalities wild cover (Mod. 1) and mown weeds (Mod. 3), Phytoseiidae mean densities were not statistically different between the four modalities considered (F(3, 156) = 2.31, P = 0.08) (Fig. 4b). No significant difference was either observed considering each date, separately (Fig. 5b). Tetranychidae were present in weeds for all the modalities but only on some plants (especially Malva sp. and Convolvulus arvensis L.) (Fig. 6).

Phytoseiidae diversity. Eight species of Phytoseiidae have been collected on the 13 weeds collected (Tables 1, 2). The three more abundant species were those also found on citrus trees and in traps (see below). Euseius stipulatus, which is the most abundant species on weeds, was found on nine plants; among them Amaranthus retroflexus L. showed the highest densities in all the plots considered. Neoseiulus californicus was collected on seven plants and

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Chapitre V- Etude de l’effet du mode de gestion de l’enherbement sur les Phytoseiidae was particularly abundant on Cynodon dactylon (L.) Persoon. Finally, T. ( A. ) rhenanoides was collected on five plant species. The other phytoseiid mites encountered Neoseiulus cucumeris (Oudemans), Phytoseiulus persimilis Athias-Henriot, Typhlodromus (Typhlodromus ) exhilatarus Ragusa, Neoseiulus barkeri Hughes, A. meridionalis were much less abundant and only observed on one weed species.

The highest number of species was observed on weeds collected in the modality wild cover. However, the Simpson indices in the different modalities are quite similar, suggesting little effect of weed management strategies on phytoseiid diversity in the inter-rows.

Table 2. Total number of Phytoseiidae / species collected in the four weeding modalities, and the relative value of Simpson’s diversity indices in citrus trees, weeds and traps. MOD1: wild cover, MOD2: glyphosate, MOD3: mown weeds, MOD4: ploughed ground

In citrus In weeds In traps MOD MOD MOD MOD MOD MOD MOD MOD MOD MOD MOD MOD Phytoseiid species 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 E. stipulatus 50 16 38 50 23 18 38 11 2 3 4 7 N. californicus 0 1 1 0 15 4 10 1 0 1 1 0 T. (A. ) rhenanoides 1 0 0 1 5 1 8 0 3 0 1 1 A. meridionalis 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 N. cucumeris 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 T. (T. ) pegazzani 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 N. barkeri 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 P. persimilis 0 0 0 0 0 0 0 2 0 0 0 0 T. (T. ) exhilaratus 0 0 0 0 0 5 0 0 0 0 0 0 Immatures 41 15 35 48 22 21 29 14 3 0 2 0 Simpson's diversity Index (1-D) 0.04 0.11 0.05 0.04 0.61 0.53 0.49 0.51 0.66 0.56 0.66 0.22

Phytoseiidae and Tetranychidae captured

Densities. No Phytoseiid mite was captured in the aerial traps, whereas Phytoseiidae were caught in the bands placed on the tree trunks (in the two dispersal directions) (Fig. 4c). Higher densities of Phytoseiidae were captured in the direction “weeds to trees” than in the direction

“trees to weeds” (F (1, 318) = 9.14, P = 0.002). Considering each modality separately, these differences were significant for two modalities, the mod. 1 (wild cover) (H (1, 78) = 4.01, P =

0.04) and the mod. 4 (ploughed ground) (H (1,78) = 4.33, P = 0.04). These significant differences were observed at the date 09 June (F (1, 30) = 4.44, P = 0.04).

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Only for the mod. 4 (ploughed ground) that phytoseiid mites moving upward were significantly different between the dates (F (9, 30) = 3.06, P = 0.009), the highest densities being trapped on the 09 and 16 June (Figure 5c).

The densities of phytoseiids dispersing downward were not significantly different in the four modalities (F (3, 156) = 0.74, P = 0.52) nor between the 10 dates (F (9, 150) = 1.52, P = 0.14). The densities captured were very low and no specimen has been trapped in the mod. 4 (ploughed ground) (Table 2). No Tetranychidae was found in traps.

Phytoseiidae diversity. Twenty-nine specimens, belonging to four species, were captured. Female was the most captured stage (75 %); 4 % and 21 % of specimens captured were males and immature, respectively. The three most abundant species found on trees and weeds were also captured on the trunks, the most abundantly captured species being E. stipulatus (67 %) (Table 2). Species dispersing down and up the trunks were the same.

Relationships between Phytoseiidae densities on trees, weeds and in traps

Densities of Phytoseiidae on trees and weeds. Variations over time of Phytoseiidae densities in trees and weeds were similar. A positive correlation was observed between mean densities of Phytoseiidae on the citrus trees and those in inter-rows only in the Mod. 1 (wild cover) (Table 3).

Densities of Phytoseiidae in traps and on weeds. A positive correlation was found between the mean phytoseiid densities on weeds and those moving upward in the Mod. 3 (mown weeds) (R² = 0.42, P = 0.03) and Mod. 4 (ploughed ground) (R² = 0.53, P = 0.01) (Table 3). No significant correlation was observed between Phytoseiidae mean densities in weeds and those moving downward, whatever the modality considered.

Densities of Phytoseiidae in traps and on trees. For the phytoseiid mites moving downward the unique significant correlation was observed for the Mod. 1 (wild cover) (R² = 0.57, P = 0.01). A positive significant correlation was also found between the Phytoseiidae mean densities on trees and those moving upward for the Mod. 2 (glyphosate) (R² = 0.59, P = 0.00) and the Mod. 4 (ploughed ground) (R² = 0.59, P = 0.00) (Table 3).

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Figure 4. Mean Phytoseiidae densities in the four modalities. Mod.1: Wild cover; Mod.2: treated with herbicide glyphosate; Mod.3: Mown weeds; Mod.4: Ploughed ground. (a): in citrus trees (mean density / leaf); (b): in weeds (mean density / quadrat); (c): in traps (mean density / trap).

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Figure 5. Variations over time of the total Phytoseiidae densities in the four weed management modalities (a) in citrus trees, (b) in weeds and (c) in ambulatory traps (in the two directions).

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Figure 6. Variations over time of the total densities of Tetranychus sp. on weeds in the four weed management modalities

Table 3. Correlation coefficients between phytoseiid densities in trees, traps (upward and downward) and weeds for the four considered modalities 1: wild cover, 2: glyphosate, 3: mown weeds, 4: ploughed ground

Correlation Modality R² P Trees-Weeds 1 0.51 0.018 2 0.06 0.482 3 0.39 0.052 4 0.12 0.314 Weeds-Traps downward 1 0.37 0.059 2 0.01 0.75 3 0.19 0.206 4 - - Weeds-Traps upward 1 0.06 0.477 2 0.02 0.67 3 0.42 0.039 4 0.53 0.015 Trees-Traps downward 1 0.57 0.010 2 0.29 0.10 3 0.13 0.29 4 - - Trees-Traps upward 1 0.34 0.073 2 0.59 0.008 3 0.35 0.070 4 0.59 0.009 Traps downward-upwards 1 0.01 0.75 2 0.87 0.00 3 0.31 0.09 4 - -

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Discussion

Phytoseiidae mites were collected from citrus trees but also on 13 weed species in all the experiment. Tetranychidae mites were poorly encountered on trees and only observed on some plants in the inter-rows, especially Malva sp. and C. arvensis . As already noted by some authors (i.e. Aucejo et al. 2003), such plants have a long reputation of mite harboring weeds and should be eliminated from agrosystem to avoid the presence of pests. However, in regards to the low densities on citrus trees, the weed strategies did not seem to have affected the densities of Tetranychidae on citrus, unlike the results emphasized by Hardman et al . (2011) who showed that the dimension of inter-row strips affect the nutritional composition of apple leaf and thus the development of T. urticae . Furthermore no specimen of this latter family has been captured. Nevertheless, several authors, studying the effect of weed management on the pest mite T. urticae, showed that it can migrate from weeds to trees (Boller et al . 1985; Meagher and Meyer 1990; Flexner et al. 1991; Alston 1994; Hardman et al . 2005, 2011). The absence of Tetranychidae dispersal presently observed can be due to the low densities observed in all the plots (Fig. 6).

As low pest densities was equally encountered on citrus trees in all the modalities and because the Phytoseiidae species mainly found are generalist predators, one can assume that Tetranychidae densities would not affect Phytoseiidae dynamics in the orchards presently considered. This conclusion was also emphasized in Aucejo et al. (2003) who found no correlation between T. urticae and E. stipulatus populations in citrus orchards in Spain.

Phytoseiidae diversity was higher on weeds than on citrus certainly because of the higher plant diversity in the inter-rows. Furthermore, some plant species have been found to be more favorable to some Phytoseiidae species ( A. retroflexus for E. stipulatus ; C. dactylon for N. californicus ). Again, we can note that these plant species are not those on which the highest number of Tetranychidae was found. As already largely documented in literature (i.e. McMurtry and Croft 1997, Kreiter et al . 2002), occurrence of Phytoseiidae on some plants seem to be essentially determined by narrow relationships between Phytoseiidae and the leaf characteristics of their plant support. Such an observation could furthermore be helpful for further inter-rows management especially to choose the species to be planted or managed in inter-rows (Kreiter et al . 2002; Villanueva and Childers 2006; Rezende and Lofego 2011). Some recent studies suggest that inter-rows management can affect diversity of Phytoseiidae in the associated crop. However, these studies are still insufficient and till now, the direct

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Chapitre V- Etude de l’effet du mode de gestion de l’enherbement sur les Phytoseiidae effect of ground cover management on Phytoseiidae communities on both weeds and trees is not characterized. Furthermore, little is known on putative dispersal between weeds and trees and the factors that can affect these exchanges. We are thus going to discuss some elements supported by the present results to answer these latter questions.

Does the dispersal of Phytoseiidae between citrus trees and inter-rows exist? In the present trial, no Phytoseiidae was found to aerially disperse from trees to weeds. Yet, Tixier et al . (1999, 2002, 2006) showed aerial dispersal of Phytoseiidae from surrounding uncultivated areas to vineyards, supported by wind. Hoy et al. (1985) also showed that the aerial dispersal of Galendromus (Galendromus ) occidentalis (Nesbitt) in apple orchards is affected by weather conditions (relative humidity, high wind speed and low temperatures). Unfavorable climatic conditions (high temperatures, low wind and low relative humidity) could be hypothesized to explain the presently observed absence of aerial dispersal. Some Phytoseiidae were captured on trunks and as the three phytoseiid species found on the citrus trees were the most abundant in weeds, exchanges between these two compartments of the agrosystem could be hypothesized. Even the number of Phytoseiidae captured was low and additional traps would be necessary to better characterize ambulatory dispersal, it seems that in the present case dispersal of Phytoseiidae between trees and weeds essentially occurs in an ambulatory way (Strong et al. 1999). This confirms the results of experiments carried out in apple orchards (Johnson and Croft 1981; Alston 1994) in which Phytoseiidae mites were captured on traps placed on the trunks.

The present study also shows that Phytoseiidae can move simultaneously in both directions (ground to canopy and canopy to ground). However, more Phytoseiidae mites have been captured in the direction from weeds to trees (than the opposite direction). This can thus suggest a possible effect of ground cover on densities and diversity on trees (see below). Some positive correlations between Phytoseiidae densities on trees, weeds and trapped also support this hypothesis. Johnson and Croft (1981) proposed several factors to explain colonization of trees by phytoseiid mites from the ground cover (density of Phytoseiidae in the ground cover, food availability on trees and temperatures).

In the present study, as the main species considered is E. stipulatus , a pollen feeder generalist predator, the occurrence of prey is certainly not the key factor (Aucejo et al. 2003). However, the effect of temperature and pollen availability (blooming period of the citrus) could be

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Chapitre V- Etude de l’effet du mode de gestion de l’enherbement sur les Phytoseiidae proposed. Aucejo et al . (2003), who found E. stipulatus as the main species on citrus and weeds in the inter-rows, also suggested dispersal of this species between the two compartments of the agrosystems.

As in other studies (Johnson and croft 1981; Koike and Amano 2000), the most common stage dispersing in this trial was the adult female. However, the sex-ratio of mites captured reflects the sex ratio of the Phytoseiidae in the agrosystem (citrus trees: 86 % female and 14 % male; weeds: 75 % female and 25 % male), suggesting that all the stages have probably similar ambulatory dispersal ability along the trunk.

Do weed management strategies affect the densities of Phytoseiidae in citrus trees and weeds? No effect of the modalities wild cover, mown weeds and ploughed ground was observed on the Phytoseiidae densities on citrus trees. On the opposite, the densities were much lower when weeds were treated with glyphosate. These results match with those obtained by Pereira et al. (2006) who demonstrated that the densities of phytoseiid mites on lemon trees were lower when herbicide was applied in inter-rows than when the vegetation was not destroyed (resident vegetation and ground cover sown with selected plant species). However, a study on citrus orchards in Spain (Aguilar-Fenollosa et al . 2011) showed no significant effect of herbicide application on the phytoseiid densities on trees. These different effects of herbicide could depend on the application period and the densities of Phytoseiidae present on weeds and trees before the herbicide application. The low densities of Phytoseiidae mites after herbicide treatment in the weeds coupled with the low dispersal moving up observed could explain the low densities of Phytoseiidae on these trees.

Unexpectedly, weed management modalities herein considered did not significantly affect the Phytoseiidae densities on weeds. However, the lowest densities of Phytoseiidae were found on weeds in the modalities where they have been destroyed (herbicide, ploughed ground). After herbicide application, phytoseiid mites were much lower (effect of toxicity) than in the other modalities but still present on weeds. This suggests that glyphosate did not kill the totality of Phytoseiidae on weeds. Kreiter and Le Menn (1993) have also showed a survival rate of N. californicus treated with glyphosate of about 87 % after 72 hours in laboratory conditions. Also, an indirect effect of herbicide application could be hypothesized. Weeds disappearance after glyphosate treatment could indeed affect the habitat of Phytoseiidae and

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Chapitre V- Etude de l’effet du mode de gestion de l’enherbement sur les Phytoseiidae thus their presence. However, this disappearance is not immediate and can take out from 7 to 14 days (Gauvrit 1996), delaying thus the disappearance of Phytoseiidae. In the present study, it was impossible to clearly determine the existence of this indirect effect (even if the phytoseiid density was the lowest) since the density of Phytoseiidae decreased four weeks after the treatment in all the modalities, on weeds and also trees, due certainly to the high temperatures.

In the other modality where weeds have been destroyed « ploughed ground », phytoseiid mites have been also observed on weeds (even if in low quantities). Actually, the plough destroyed weeds in the inter-rows but not the ones present on the rows. This occurrence could thus explain why no difference in Phytoseiidae densities on weeds was observed between this modality and the ones where plants were not destroyed.

Do weed management strategies affect the dispersal of Phytoseiidae? The lowest and the highest quantity of Phytoseiidae moving upward were observed in the modalities “glyphosate” and “ploughed ground”, respectively. Yet, the weeds are assumed to have been destroyed in these two treatments. First, this result could thus be explained by the direct effect (toxicity) of the herbicide on the Phytoseiidae on weeds (decreasing so the number of phytoseiid moving upward). Secondly, in the modality ploughed ground, live specimens present on “disturbed weeds” could have escape and move up on the trunk, explaining both the high quantity of Phytoseiidae trapped and subsequent high quantities found on trees in this modality. Auger et al . (1999), studying a specialist species of Phytoseiidae, N. californicus , showed that the main factors affecting the ambulatory dispersal was the deprivation of food and high temperatures which result in an increase in the walking speed of mites. In the present experiment, one can assume that the destruction of habitat would have induced mite dispersal.

Do the weed management strategies affect the diversity of Phytoseiidae?

Euseius stipulatus , the most abundant species found in this experiment, was also reported as the most abundant species in citrus orchards in Spain (Ferragut et al. 1992; Abad-Moyano et al. 2009a; Aguilar-Fenollosa et al. 2011), in Mediterranean countries in general (McMurtry 1977) and especially in Tunisia (Sahraoui et al. 2012). Its dominance in citrus orchards seems facilitated by its broad diet range, smooth leaf characteristics and good dispersal ability (Abad-Moyano et al. 2010). It is a generalist predator and specialized pollen feeder “Type

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IV” (McMurtry and Croft 1997). This species feeds also on pest mites such as P. citri (Ferragut et al. 1988, 1992), T. urticae (Abad-Moyano et al. 2009b) and eriophyid mites (Ferragut et al. 1987). It was also the main species in the weeds of the inter-rows as emphasized in citrus orchards sampled in Aucejo et al . (2003).

In this study, Phytoseiidae diversity was not affected by weed management modalities. However, the diversity in citrus trees and in weeds seems to be correlated since the most abundant species present in weeds and on trees are the same. However, studies carried out in citrus orchards by Aguilar-Fenollosa et al. (2011) showed differences in Phytoseiidae diversity of weeds and trees; E. stipulatus was dominant on citrus but not on weeds where Phytoseiidae type II and III were especially abundant in the ground cover: Festuca arundinacea Schreber. The presence of pollen on citrus trees and the high competitive potential of E. stipulatus (Abad-Moyano et al. 2010) were the hypotheses developed by these authors to explain such results.

Conclusion

These results provide some information on how weed could be managed to ensure predator occurrence and efficiency. Significant insights have been provided, especially concerning dispersal between weeds and trees. The modality mown weeds seems to be the least disturbing for Phytoseiidae densities both on citrus trees and weeds since there was no significant difference compared to the wild cover; the modality ploughed ground seems to be the most encouraging modality in regards to dispersal and the densities of Phytoseiidae on citrus trees since the number of captured Phytoseiidae in this modality was higher than in the other three ones. Success of management strategies by conservation biological control depends however on a better understanding of the behavior of the phytoseiid species and their interaction with their habitat. Additional studies for longer period, considering more traps and more weed management strategies (especially inter-row dimensions) are thus necessary to understand the direct effect of managing the habitats on biological control.

Acknowledgements

We thank all the Staff of CTA (Centre Technique des Agrumes) in Tunisia and especially Salma Ben Romdhan ‘Principal Engineer’ for her important support during the experiment.

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Chapitre V- Etude de l’effet du mode de gestion de l’enherbement sur les Phytoseiidae

2.3 Conclusion

Neuf espèces de Phytoseiidae ont été trouvées durant cet essai, l’espèce dominante étant E. stipulatus , aussi bien sur les arbres que sur les adventices. C'était aussi l'espèce majoritaire capturée dans les pièges ambulatoires sur le tronc des arbres. La dispersion ambulatoire a été confirmée par cette expérience, dans les deux directions : des arbres vers les plantes adventices et vice-versa.

Des corrélations positives ont été observées entre les densités des phytoséiides présents sur les adventices, sur les arbres et ceux capturés dans les pièges. La densité des Phytoseiidae collectés était significativement plus élevée dans les blocs labourés, ce qui confirme les résultats obtenus au cours de l'expérience précédente.

Un effet significatif de la modalité « désherbage chimique » a été observé sur la densité des Phytoseiidae qui était plus faible sur citrus, tandis qu'aucune différence n'a été observée entre les trois autres modalités.

La diversité des Phytoseiidae sur les arbres et sur les plantes de couverture n'a pas été affectée par les stratégies de gestion de l’enherbement testées.

Les stratégies de gestion de l’enherbement testées n'ont pas eu d’effet sur la densité des Tetranychidae sur les arbres. De plus, aucun spécimen de cette dernière famille n'a été capturé. La majorité des Phytoseiidae trouvés dans cet essai sont aussi des prédateurs généralistes, ce qui explique pourquoi leurs densités ne sont pas affectées par celles des Tetranychidae.

La diversité des Phytoseiidae était plus élevée sur les plantes adventices que sur les arbres comme dans l'expérience précédente, certainement du fait de la diversité des plantes qui étaitt plus élevée dans la couverture herbacée du sol. De plus, certaines espèces des herbacées dans les inter-lignes ont été trouvées favorables pour certaines espèces de Phytoseiidae ( A. retroflexus pour E. stipulatus ; C. dactylon pour N. californicus ). Une telle observation pourrait en outre être utile pour une gestion de l’enherbement.

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Discussion générale, conclusions et perspectives

DISCUSSION GENERALE, CONCLUSIONS ET PERSPECTIVES

1- RAPPEL DES OBJECTIFS ET DES RESULTATS OBTENUS

• Objectif 1. Déterminer la composition spécifique des acariens phytoséiides, tant sur les arbres que sur les plantes adventices et sur la végétation environnant les vergers d'agrumes tunisiens.

Cette étude réalisée dans quarante-six vergers a permis d’identifier vingt-six espèces appartenant à dix genres. Parmi ces espèces, onze sont nouvelles pour la faune tunisienne et six ont été trouvées sur les arbres. Euseius stipulatus était l’espèce la plus abondante sur les arbres suivie par P. persimilis, N. californicus, T. (A.) rhenanoides et T. (T. ) phialatus. Ces espèces ont également été les espèces les plus abondantes collectées sur les adventices, ce qui laissait penser que des échanges de Phytoseiidae existaient entre ces plantes qui couvrent le sol et les arbres. Cette étude n’a cependant pas permis de conclure sur ces échanges. D’autres travaux ont donc été conduits pour tester l’hypothèse de dispersions entre la végétation du sol et les arbres et pour déterminer les facteurs affectant la diversité et l’abondance des Phytoseiidae dans ces vergers.

• Objectif 2. Déterminer l'effet de certaines pratiques agricoles sur la densité et la diversité des Phytoseiidae sur les arbres et la couverture naturelle du sol dans les vergers de citrus en Tunisie.

Pour mener à bien cet objectif, deux travaux de recherche ont été conduits : - Dans un premier temps, des enquêtes chez les agrumiculteurs et des échantillonnages de Phytoseiidae et Tetranychidae ont été réalisés dans quarante et un vergers d'agrumes situés dans les plus importantes régions agrumicoles de la Tunisie. Des données sur les pratiques agricoles ont été collectées auprès des producteurs (traitements phytopharmaceutiques appliqués, gestion de l’enherbement, âge des arbres, espèces cultivées, système d'irrigation et existence de cultures intercalaires). Les résultats obtenus suggèrent que deux facteurs

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Discussion générale, conclusions et perspectives influencent la densité et la diversité des Phytoseiidae: la technique de gestion de la végétation du sol et l'utilisation des pesticides. Les densités et diversités les plus basses de Phytoseiidae ont été observées dans les vergers dont les plantes adventices étaient traitées avec un herbicide. De même, la densité des Tetranychidae sur les arbres était plus basse lorsque le glyphosate était utilisé. Une corrélation négative a été trouvée entre la densité des Phytoseiidae et le nombre de pesticide appliqué.

- Dans un deuxième temps, l’effet de trois conduites culturales contrastées a été étudié dans trois vergers: le premier verger était conduit en agriculture biologique; le deuxième en agriculture raisonnée et le troisième en agriculture conventionnelle avec une utilisation intensive de pesticides.

La diversité et la densité les plus importantes sur les arbres ont été observées dans la parcelle biologique. De même, une diversité plus importante sur les végétations dans le sol a été observée dans cette dernière parcelle. Cette observation est en accord avec l’idée générale que la biodiversité est plus forte dans des systèmes conduits en agriculture biologique.

Les différences observées dans la diversité et la densité des Phytoseiidae dans les trois vergers étudiés semblent être liées aux pratiques culturales et particulièrement aux traitements agro- pharmaceutiques. Cependant, aucune différence substantielle n'a été trouvée dans la composition spécifique des Phytoseiidae dans des arbres d'agrumes puisque l'espèce de phytoséiide dominante sur citrus était E. stipulatus dans les trois vergers.

Euseius stipulatus était présent dans les trois vergers pendant toute l’année sauf en été (juillet et août) où la température variait entre 30 et 38 º C. De plus, cette espèce était présente sur des arbres d'agrumes en présence ou en absence de Tetranychidae. La présence du pollen a probablement joué un grand rôle dans le maintien de cette espèce étant donné que les pics de densités de cette espèce ont été observés entre avril et mai, période qui correspond à la floraison des arbres. De plus, E. stipulatus est signalé comme un prédateur généraliste préfèrant le pollen (Croft & McMurtry 1997). Enfin, la majorité des espèces collectées dans les trois vergers sont des prédateurs généralistes, ce qui expliquerait leur abondance en absence des acariens tétranyques.

Bien que les densités de Phytoseiidae aient été plus élevées dans le verger biologique, ce verger est le seul qui ait présenté des dégâts causés par les Tetranychidae sur les agrumes. Deux hypothèses explicatives peuvent être avancées : (i) les traitements agropharmaceutiques

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Discussion générale, conclusions et perspectives appliqués ont limité les tétranyques dans les parcelles en agriculture raisonnée et conventionnelle, (ii) la sensibilité variétale pourrait avoir affecté les densités de Tetranychidae étant donné que la variété de clémentine « Nour» plantée dans le verger biologique est particulièrement sensible aux acariens phytophages. Enfin, dans le verger biologique, les Tetranychidae était moins abondants sur les plantes adventices que dans les deux autres vergers. Le fait que les plantes de couverture présentes dans ce verger (famille des Poaceae) fussent peu favorables aux Tetranychidae pourrait expliquer une telle observation.

Ces premiers résultats ont permis de déterminer les espèces de Phytoseiidae dans les vergers d’agrumes tunisiens et certains facteurs affectant leur présence et abondance. Cependant, des études plus approfondies devaient être conduites afin de mieux caractériser ces facteurs et notamment l’impact des modalités d’enherbement dans un même contexte cultural, afin de ne tester que l’effet isolé d’un seul facteur : le système d’enherbement des vergers. De plus, il est apparu également important de caractériser les échanges de Phytoseiidae entre les arbres et les plantes du sol. Des essais expérimentaux, comprenant des modalités bien précises et suivant un dispositif permettant des traitements statistiques pour caractériser l’effet de différentes modalités d’enherbement, ont été donc réalisés.

• Objectif 3. Etudier l’effet de la gestion de l’enherbement sur les acariens Phytoseiidae.

Pour mener à bien cet objectif, deux expérimentations différentes ont été réalisées sur le terrain :

La première expérimentation a consisté à examiner la diversité et la démographie des acariens Phytoseiidae dans trois vergers plantés avec trois espèces d'agrumes ( Citrus sinensis cv. maltaise, Citrus clementina et Citrus limetta ) avec et sans désherbage (labour). La dispersion ambulatoire des phytoséiides entre la strate herbacée et les arbres a été examinée en utilisant des pièges placés autour des troncs des arbres et des pièges aériens.

La deuxième expérimentation a consisté à examiner la densité et la diversité des Phytoseiidae sur les arbres et les plantes du sol dans un verger d'agrumes présentant quatre stratégies de gestion de l’enherbement : végétation naturelle spontanée non détruite, désherbage chimique avec l'herbicide glyphosate, fauchage des herbes du sol et désherbage par labour. La dispersion ambulatoire entre les arbres et les adventices a été aussi évaluée en utilisant les mêmes pièges que dans l’essai précédent. Les résultats obtenus ont permis de répondre aux questions suivantes :

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Discussion générale, conclusions et perspectives

Existe-t-il une dispersion des Phytoseiidae entre les arbres et les inter-rangs ?

Dans le premier essai, trois espèces étaient particulièrement abondantes sur les arbres: E. stipulatus , I. degenerans et T. (T.) exhilaratus, alors que l’espèce prédominante sur les adventices et dans les pièges était T. (T) exhilaratus . Dans le second essai, une espèce était dominante, E. stipulatus , aussi bien sur les arbres que sur les plantes adventices et dans les pièges. De plus, des corrélations positives entre la densité des phytoséiides dans la strate herbacée et sur les arbres ont été aussi observées, suggérant ainsi un lien entre les Phytoseiidae dans les adventices et ceux se dispersant le long des arbres.

Les pièges ont confirmé l’existence d’une dispersion des Phytoseiidae entre les arbres et les plantes dans le sol. Cette dispersion semble s’effectuer essentiellement d'une façon ambulatoire, ce qui a confirmé les résultats d'expériences effectuées dans des vergers de pommier (Johnson et Croft 1981, Alston 1994). De plus, les Phytoseiidae se déplaçaient dans les deux directions. Cependant, le nombre de Phytoseiidae se dispersant des plantes adventices vers les arbres était plus élevé que celui de ceux qui se dispersaient dans le sens opposé. La sex ratio des acariens capturés reflétait celui du Phytoseiidae dans les agro- systèmes, suggérant que tous les stades ont la même capacité de dispersion ambulatoire.

Les stratégies de gestion de l’enhebement affectent-elles la densité des Phytoseiidae sur les arbres et les plantes adventices ?

Des corrélations positives ont été observées entre les densités de phytoséiides sur plantes herbacées des inter-rangs, sur arbres d'agrumes et ceux capturés dans les pièges. Dans le deuxième essai, un effet significatif de la modalité « désherbage chimique » a été observé sur la densité des Phytoseiidae sur citrus, tandis qu'aucune différence n'a été observée entre les trois autres modalités. Ces résultats sont en accord avec ceux obtenus par Pereira et al. (2006) qui ont démontré que la densité des phytoséiides sur des citronniers était inférieure quand un herbicide était appliqué dans les inter-rangs en comparaison à une situation sans destruction de végétation. Cependant, une étude sur vergers d'agrumes en Espagne (Aguilar-Fenollosa et al. 2011) n'a montré aucun effet significatif de l’application d'herbicide sur la densité des phytoséiides sur les arbres. Ces effets différents de l’herbicide pourraient dépendre de la période d'application et de la densité de Phytoseiidae présents dans les herbes du sol et les arbres avant l’application de l’herbicide.

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Discussion générale, conclusions et perspectives

De plus, nous avons montré que le labour semble favoriser la dispersion des Phytoseiidae des plantes adventices vers les arbres. La méthode de désherbage testée dans les deux essais, qui consiste à labourer entre les lignes ou laisser les adventices sur la ligne, semble ainsi conserver les avantages de la couverture du sol comme réservoirs d’acariens prédateurs.

Les stratégies de gestion de l’enherbement testées n'ont pas eu d’effet sur la densité des Tetranychidae sur les arbres, En outre, aucun spécimen de cette dernière famille n'a été capturé. Néanmoins, plusieurs auteurs, ont montré que T. urticae peut migrer vers les arbres (ou la vigne) après l’utilisation d’herbicides (Meagher et Meyer 1990, Flexner et al. 1991, Kreiter et al. 1991, Alston 1994, Hardman et al. 2005, 2011). De plus, la majorité des espèces de Phytoseiidae collectées dans les deux essais appartiennent au groupe des prédateurs généralistes, ce qui explique pourquoi leurs densités ne sont pas affectées par celles des Tetranychidae ce qui est en accord avec les travaux d’Aucejo et al. (2003) qui n'ont trouvé aucune corrélation entre les populations de T. urticae et d’ E. stipulatus dans les vergers d'agrumes en Espagne.

Les stratégies de gestion des adventices affectent-elles la dispersion des Phytoseiidae ?

Un nombre plus élevé de Phytoseiidae se déplaçant vers les arbres a été observé après le labour dans les deux expérimentations et ceci durant les deux ou trois semaines après cette pratique. Dans cette modalité, la perturbation des habitats semble avoir causé une fuite des Phytoseiidae, expliquant aussi bien la quantité de Phytoseiidae capturés dans les pièges que ceux trouvés sur les arbres. Dans les deux expérimentations réalisées, on peut supposer que la destruction des habitats aurait suscité la dispersion des Phytoseiidae (Auger et al. 1999).

Dans le deuxième essai, les densités faibles de Phytoseiidae après le traitement herbicide sur les herbes du sol ont été associées avec une faible dispersion et de faibles densités de Phytoseiidae sur les arbres. La dispersion après l'application d'herbicide est inférieure à celle observée dans les autres modalités probablement à cause d’un effet toxique du désherbant sur les Phytoseiidae.

La modalité « fauchage » semble être la moins perturbante pour les populations des Phytoseiidae tant sur des arbres d'agrumes que des adventices, étant donné qu’aucune différence significative n’a été observée comparée à la modalité « sans désherbage ».

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Discussion générale, conclusions et perspectives

Les stratégies de gestion des plantes du couvre sol affectent-elles la diversité des

Phytoseiidae ?

L'effet du labour sur la diversité des Phytoseiidae a été observé seulement sur une seule espèce d'agrumes « Citrus limetta » dans la première expérimentation dans laquelle la densité d’ E. stipulatus a significativement augmenté après le désherbage. .

En revanche, au nivaux de la deuxième expérimentation, la diversité des Phytoseiidae sur les arbres et les plantes adventices n'a pas été affectée par les stratégies de gestion de l’enherbement testées. Euseius stipulatus , l'espèce la plus abondante trouvée dans les deux expérimentations, a été aussi signalée comme l'espèce la plus abondante dans des vergers d'agrumes des pays méditerranéens (McMurtry 1977). Sa dominance dans les vergers d'agrumes semble être facilitée par son régime alimentaire très diversifié, son haut potentiel compétitif et sa bonne capacité de dispersion (Abad-Moyano et al. 2010). C'est un prédateur généraliste polliniphage de "Type IV" (McMurtry et Croft 1997) mais qui s’alimente aussi sur des acariens ravageurs comme P. citri, T. urticae et des Eriophyidae.

Dans le premier essai, l’espèce dominante sur les adventices, et dans les pièges, T. (T. ) exhilaratus , semble ne pas pouvoir bien s’installer sur les arbres en présence de l’espèce dominante E. stipulatus ce qui laisse penser à une compétition entre ces espèces. Les études effectuées en vergers d'agrumes par Aguilar-Fenollosa et al. (2011) ont également montré la présence d’espèces de Phytoseiidae différentes dans les herbes et sur les arbres; E. stipulatus était aussi dominant sur les arbres, mais pas sur les plantes adventices.

Pour les deux essais, la diversité des Phytoseiidae était plus élevée sur les herbes que sur les arbres, certainement à cause de la diversité végétale plus élevée dans les inter-rangs. De plus, certaines espèces adventices ont été trouvées comme favorables à certaines espèces de Phytoseiidae. De même, une préférence a été observée chez I. degenerans pour C. limetta.

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Discussion générale, conclusions et perspectives

2- CONCLUSION GENERALE

Parmi les modalités de gestion de l’enherbement testées, l’utilisation de l’herbicide semble défavoriser la biodiversité des Phytoseiidae d’où la nécessité d’opter pour d’autres techniques plus favorables à ces espèces.

D’après les résultats obtenus, il semblerait que le désherbage par « fauchage » soit le moins perturbant pour les populations des Phytoseiidae tant sur les arbres que sur les adventices, cette technique permet de diminuer la quantité des herbes dans les vergers tout en conservant les habitats et donc présever les bienfaits des plantes du sol comme réservoirs d’arthropodes auxiliaires. Plusieurs travaux ont démontré les bienfaits du fauchage sur la biodiversité (Landis et al. 2000, Cizek et al. 2012)

En deuxième lieu, le travail du sol, qui permet d’éliminer les plantes adventices, ne semble pas pour autant trop affecter les densités de Phytoseiidae qui sont capables de fuir, durant les deux ou trois semaines qui suivent le labour, de la couverture herbacée vers les arbres qui leur serviront de refuge. Plusieurs études ont été effectuées afin d’étudier l’effet du travail du sol de type ‘labour’ sur la biodiversité dans les agrosystèmes. Les résultats sont variés et parfois contradictoires et les effets de cette pratique semblent être liés aux caractéristiques propres de chaque espèce considérée. Le travail du sol semble avoir un effet direct de mortalité sur les organismes du fait du passage de l’engin et indirecte du fait d’une modification ou suppression des habitats (Thorbek et Bilde 2004). De ce fait, cet effet peut varier selon la distribution des prédateurs, leur sensibilité à la compaction et leur capacité de dispersion (Baguette et Hance 1997, Thorbek et Bilde 2004). Ainsi, contrairement à ce qui a été observé ici, cette technique a été signalée comme ayant un effet négatif sur la diversité de certains groupes d’arthropodes (Stinner et House 1990, Baguette et Hance 1997, Krooss et Schaefer 1998, Shuster et Edwards 2003, Krogh 2007). Thorbek et Bilde (2004) ont par exemple démontré que le labour et le fauchage causaient des mortalités et des migrations des arthropodes généralistes et particulièrement les araignées, avec des effets variables selon les espèces et la date d’application.

Le recours à d’autres méthodes plus simples et qui permettent la diversification des plantes et la protection du sol est aussi proposé par plusieurs travaux. Il s’agit de l’utilisation des plantes de couvertures, de la plantation de haies ou de bandes fleuries, favorables à la richesse et abondance des arthropodes auxiliaires. Cependant, dans le cas des Phytoseiidae dans les agrosystèmes agrumicoles, des études complémentaires doivent étre dévolopées afin de

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Discussion générale, conclusions et perspectives pouvoir proposer à terme des méthodes alternatives qui permettent une gestion intégée des agrosystèmes.

Les espèces les plus abondantes dans la couverture naturelle du sol étaient aussi présentes dans les arbres. Avec la confirmation des échanges entre les deux compartiments : arbres et plantes des inter-rangs, et vu que ces échanges peuvent être influencés par le mode de gestion de l’enherbement et aussi par la diversité des espèces de plantes présentes sous les arbres, il s’avère nécessaire d’opter pour une stratégie de gestion qui favorise les populations de Phytoseiidae.

Les résultats obtenus ont permis de mieux comprendre les interactions entre les Phytoseiidae et leurs habitats et leur comportement en fonction de quelques pratiques de gestion de l’enherbement. L’ensemble de ces informations peuvent servir de base pour orienter les pratiques permettant un meilleur contrôle biologique des acariens ravageurs. De même, l’ensemble des résultats obtenus pourront servir de base pour le développement de telles études dans d’autres agrosystèmes pérens

3- IMPLICATIONS AGRONOMIQUES ET PERSPECTIVES DE RECHERCHES

Plusieurs espèces de Phytoseiidae collectées au cours de ce travail dans les vergers d’agrumes peuvent être considérées comme des candidats pour la lutte biologique contre les ravageurs des agrumes en Tunisie. Dans cette perspective, il est nécessaire de conserver et promouvoir ces prédateurs, moyennant des techniques culturales intégrées avec des utilisations raisonnées de pesticides et la substitution du désherbage chimique par d’autres moyens ayant moins d’impact négatifs sur ces communautés, comme le fauchage et le labour. Ceci constitue un défi important pour l’agrumiculture tunisienne, puisque parmi les 46 parcelles étudiées, environ 70 % étaient désherbées chimiquement, 25 % par le travail du sol, 5 % sans désherbage et seulement un seul agriculteur utilisait le fauchage mécanique.

Les Tetranychidae n’ont pas été trouvés sur les arbres durant les essais mais trouvés en densités importantes dans quelques espèces de plantes adventices sous les arbres, particulièrement Malva sp., S. nigrum , M. annua et C. arvensis . Comme déjà noté par quelques auteurs (Aucejo et al. 2003), ces plantes sont connues pour être favorables aux

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Discussion générale, conclusions et perspectives acariens phytophages et devraient donc être éliminées des vergers pour éviter la présence de ces nuisibles.

Bien que les Phytoseiidae soient des prédateurs, ils sont fortement liés à leur plante support. Or, durant tous les suivis réalisés lors de cette thèse, on a pu remarquer que quelques espèces de plantes de la couverture naturelle du sol semblaient être favorables aux Phytoseidae. Cette observation peut être considérée comme importante pour proposer un programme de lutte intégrée, et dans le cadre de la lutte par gestion et conservation des habitats. Il est en effet intéressant de savoir quelles plantes favorisent quelles espèces de prédateurs, ceci afin de les conserver et de favoriser leur installation dans le verger. On a remarqué aussi que la diversification de la végétation favorise la diversité et l’abondance des Phytoseiidae comme cela est cité dans la littérature. De ce fait, il semble nécessaire de réaliser des études complémentaires afin de déterminer comment l’introduction de plantes de couverture pourrait permettre le développement de nouvelles stratégies de gestion de l’enherbement.

Le succès des stratégies de gestion par la conservation des habitats dépend également d'une meilleure compréhension du comportement des espèces phytoséiides et de leurs interactions avec leurs habitats. Le système de piègeage utilisé a permis d’avoir des informations importantes sur les échanges entre les deux compartiments arbres et les adventices. Cependant, d’autres expérimentations avec davantage de pièges et testant davantage de stratégies de gestion des inter-rangs sont encore nécessaires afin de mieux comprendre l'effet direct de ces stratégies et leurs implications dans la lutte biologique. Enfin, l’intégration d’autres méthodes comme le marquage moléculaire (génétique des populations) permetterait également de mieux caractériser les échanges des populations des Phytoseiidae entre les différents compartiments de l’agrosystème aux échelles de la parcelle mais aussi des paysages de la micro-région.

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REFERENCES

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ANNEXES

ANNEXES

1- ANNEXE 1 Résumé de la communication orale présentée au Colloque National des Entomophagistes, May 2012, Montpellier, France.

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ANNEXES

2- ANNEXE 2 Résumé de la communication orale du « 7th Symposium of the European Association of Acarologists, July 2012, Vienne, Autriche ».

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ANNEXES

3- ANNEXE 3 Poster présenté lors de la 9ème Conférence Internationale sur les Ravageurs en Agriculture, octobre 2011, Montpellier, France.

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